JP2011237943A - Automatic toll collection system and its method - Google Patents

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Kazunari Kihira
一成 紀平
Kazuhito Miyashita
和仁 宮下
Akihito Aikawa
昭仁 相川
Tamotsu Nishino
有 西野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more reliable automatic toll collection system and its method that can reduce the effect of an ambient environment as much as possible to lessen the possibility of wrong charging.SOLUTION: An automatic toll collection system comprises: an on-vehicle machine 11 mounted on a vehicle driving on a road; and a roadside machine 30 arranged on the road which performs road toll collection processing in a predetermined communication range by radio communication processing with the on-vehicle machine 11. The roadside machine 30 includes: a communication section 33 which performs the road toll collection processing using a radio communication signal with the on-vehicle machine 11; a direction estimation section 34 which sequentially executes processing of estimating a direction to the on-vehicle 11 while the on-vehicle 11 is moving in the communication range 3 by detecting the radio communication signal transmitted by the on-vehicle 11 during transmission/reception processing performed by the communication section 33; a determination section 35 which determines whether the on-vehicle 11 is present in the communication range 3 based on a plurality of direction estimation values obtained by the direction estimation section 34; and a control section 36 which controls acceptance/rejection of the collection processing performed by the communication section 33 based on the result obtained by the determination section 35.

Description

この発明は、道路を走行する車両からその車両を一時停止させることなく、料金所に設置された路側機と自動料金収受機能を有する車載機を搭載した車両との間で、料金を自動的に収受するノンストップの自動料金収受システム及びその方法に関するものである。   According to the present invention, a fee is automatically charged between a roadside machine installed at a toll booth and a vehicle equipped with an in-vehicle device having an automatic fee collection function without temporarily stopping the vehicle traveling on the road. The present invention relates to a non-stop automatic toll collection system and a method thereof.

自動料金収受システムでは、車両に無線通信装置とICカード等の電子支払い手段とを搭載し、有料道路の料金所に自動料金徴収の専用レーンまたは一般車両との混在レーンを設定し、また車両に搭載された車載機と通信するための無線通信装置(路側機)を備えている。   In the automatic toll collection system, the vehicle is equipped with a wireless communication device and electronic payment means such as an IC card, a dedicated lane for automatic toll collection or a mixed lane with ordinary vehicles is set at the toll gate on the toll road, and the vehicle A wireless communication device (roadside device) for communicating with the on-vehicle device mounted therein is provided.

システムの稼働当初は、自動料金収受システムに対応した車載機を搭載しない走行車両の見逃しや、レーン変更に伴う走行車両の追従失敗などにより正常な料金の収受処理ができない問題があった。そのため、対策のひとつとして、複数の素子アンテナを配置したアレーアンテナを路側機側に設置するなどして、当該無線通信信号から走行車両の方向を推定する技術がある。これにより、車載機を搭載する走行車両との収受処理を確実に行うようなシステムが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   At the beginning of the operation of the system, there was a problem that normal toll collection processing could not be performed due to oversight of a traveling vehicle not equipped with an in-vehicle device corresponding to the automatic toll collection system or failure to follow the traveling vehicle due to lane change. Therefore, as one of the countermeasures, there is a technique for estimating the direction of the traveling vehicle from the wireless communication signal by installing an array antenna having a plurality of element antennas on the roadside device side. As a result, a system has been proposed that reliably performs a receiving process with a traveling vehicle equipped with an in-vehicle device (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2001−34799号公報JP 2001-34799 A 特開2002−243825号公報JP 2002-243825 A

しかしながら、近年の普及により、対応車載機を搭載した車両が急速に増加しており、あらゆる場所で、当該システムが利用されるようになってきている。このような状況においては、複数の有料道路が隣接するエリアにおいて、複数の自動料金収受システムが稼働する可能性が高まる。従って、一般的にはそのようなエリア付近は構造物が多数配置された複雑な伝搬環境となっており、併走する隣接道路を走行する車両に搭載された車載機からの無線通信信号が、路側帯あるいは高架橋などを飛び越えて路側機に到来するような状況が発生する。このとき、通信領域外の車両からの無線通信信号を誤って検出してしまうことになり、正常な料金の収受処理が為されない恐れがある。例えば、複数の有料道路が交差するジャンクションなど複雑な道路環境においては、マルチパスが多数到来するため、従来のように無線通信信号の瞬時の方向推定値を用いる手法では、その推定値への信頼性は著しく低下し、実際の環境では適用できない可能性があった。   However, with the recent popularization, the number of vehicles equipped with compatible in-vehicle devices is rapidly increasing, and the system is being used everywhere. In such a situation, there is an increased possibility that a plurality of automatic toll collection systems operate in an area where a plurality of toll roads are adjacent. Therefore, in general, there is a complicated propagation environment in which many structures are arranged in the vicinity of such an area, and a radio communication signal from an in-vehicle device mounted on a vehicle traveling on an adjacent road running alongside the road A situation occurs where the vehicle arrives at the roadside machine over the side belt or viaduct. At this time, a wireless communication signal from a vehicle outside the communication area is erroneously detected, and there is a possibility that normal charge collection processing is not performed. For example, in a complex road environment where multiple toll roads intersect, a large number of multipaths arrive. Therefore, in the conventional method using the instantaneous direction estimation value of a wireless communication signal, the reliability of the estimation value is reliable. Therefore, the applicability may be reduced in the actual environment.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、通信領域内において複数の推定値を基に、最終的な判定を実施することにより、周囲環境の影響をできる限り低減して、誤課金の可能性を低減し、より信頼性の高い自動料金収受システム及び方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the influence of the surrounding environment is reduced as much as possible by performing a final determination based on a plurality of estimated values in the communication area. An object of the present invention is to obtain a more reliable automatic fee collection system and method that reduces the possibility of erroneous charges.

本発明に係る自動料金収受システムは、道路を走行する車両に搭載された車載機と、道路上に配置され、前記車載機との無線通信処理によって所定の通信領域で道路利用料金の収受処理を行う路側機とを備え、前記路側機は、前記車載機との間で無線通信信号を用いて前記道路利用料金の収受処理を行う通信手段と、前記通信手段による送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して前記車載機に対する方向を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する方向推定手段と、前記方向推定手段からの複数の方向推定値に基づいて、前記所定の通信領域に存在する車載機であるかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段の結果に基づいて、前記通信手段による収受処理の可否を制御する制御手段とを含むものである。   An automatic toll collection system according to the present invention includes a vehicle-mounted device mounted on a vehicle traveling on a road and a road usage fee collecting process in a predetermined communication area by wireless communication processing with the vehicle-mounted device. A roadside device that performs communication with the vehicle-mounted device using the wireless communication signal to collect the road usage fee, and the vehicle-mounted device transmits the transmission / reception processing by the communication device. Direction estimation means for detecting a wireless communication signal to be detected and estimating a direction with respect to the in-vehicle device while the in-vehicle device is moving in the predetermined communication area, and a plurality of direction estimations from the direction estimation means A determination unit that determines whether or not the vehicle-mounted device is present in the predetermined communication area based on the value, and a control that controls whether or not the receiving process is performed by the communication unit based on a result of the determination unit It is intended to include a stage.

本発明に係る自動料金収受システムによれば、周囲環境の影響をできる限り排除することができ、誤課金の可能性を低くすることができ、かつ、より高い信頼性を確保することができる。   According to the automatic toll collection system of the present invention, the influence of the surrounding environment can be eliminated as much as possible, the possibility of erroneous charging can be reduced, and higher reliability can be ensured.

この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the automatic fee collection system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムによる横軸に時間をとった方向推定値の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the direction estimated value which took time on the horizontal axis by the automatic fee collection system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the automatic fee collection system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the automatic fee collection system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムによる横軸を時間とした受信信号電力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the received signal electric power which made the horizontal axis the time by the automatic fee collection system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the automatic fee collection system which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明の自動料金収受システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an automatic fee collection system of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムについて図1から図3までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムの構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Embodiment 1 FIG.
An automatic fee collection system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an automatic fee collection system according to Embodiment 1 of the present invention. In the following, in each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

図1において、この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムは、道路1を走行する車両10に搭載された車載機11と、道路1に設置された路側機30とが設けられている。   In FIG. 1, the automatic toll collection system according to Embodiment 1 of the present invention includes an in-vehicle device 11 mounted on a vehicle 10 traveling on a road 1 and a roadside device 30 installed on the road 1. .

その他、周辺環境として、隣接道路2を走行する車両20に搭載された車載機21と、道路間に存在する路側帯4とがある。   In addition, the surrounding environment includes an in-vehicle device 21 mounted on the vehicle 20 traveling on the adjacent road 2 and a roadside belt 4 existing between the roads.

車載機11と路側機30は、通信領域3内において、マイクロ波帯の周波数を用いた無線通信信号(アップリンク、ダウンリンク)S1、S2により料金の収受処理など各サービスを実行する。また、車載機21は、無線通信信号S3、S4を送受信する。   The in-vehicle device 11 and the roadside device 30 execute each service such as toll collection processing in the communication area 3 by using radio communication signals (uplink and downlink) S1 and S2 using frequencies in the microwave band. The in-vehicle device 21 transmits and receives wireless communication signals S3 and S4.

路側機30は、無線通信信号を受信するアンテナ31、32と、料金の収受処理などを含む通信処理を行う通信部(通信手段)33と、無線通信信号から各走行車両の方向を推定する方向推定部(方向推定手段)34と、方向推定部34の情報を基に路側機30が担当する道路1を走行している車両、つまり課金対象となる車両を特定する判定部(判定手段)35と、その判定結果を基に通信部33を制御する制御部(制御手段)36とが設けられている。   The roadside unit 30 includes antennas 31 and 32 that receive wireless communication signals, a communication unit (communication means) 33 that performs communication processing including toll collection processing, and a direction that estimates the direction of each traveling vehicle from the wireless communication signals. Based on information from the estimation unit (direction estimation unit) 34 and the direction estimation unit 34, a determination unit (determination unit) 35 that identifies a vehicle traveling on the road 1 that the roadside machine 30 is in charge of, that is, a vehicle to be charged. And the control part (control means) 36 which controls the communication part 33 based on the determination result is provided.

つぎに、この実施の形態1に係る自動料金収受システムの動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the automatic fee collection system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

図2は、この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムによる横軸に時間をとった方向推定値の推移を示す図である。また、図3は、この発明の実施の形態1に係る自動料金収受システムの動作を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a diagram showing a transition of the direction estimation value with time taken on the horizontal axis by the automatic toll collection system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the automatic fee collection system according to Embodiment 1 of the present invention.

通信部33は、アンテナ31を介して車載機11と無線通信信号を送受信し、道路利用料金の収受処理を行う。一方、隣接道路2の走行車両20の車載機21からの無線通信信号が周囲の電波伝搬環境によっては、路側機30に到来する可能性がある。このとき、誤って車載機21と収受処理を行わないように車載機の判別を行う必要がある。   The communication unit 33 transmits and receives radio communication signals to and from the in-vehicle device 11 via the antenna 31 and performs a road usage fee collection process. On the other hand, there is a possibility that a wireless communication signal from the in-vehicle device 21 of the traveling vehicle 20 on the adjacent road 2 may arrive at the roadside device 30 depending on the surrounding radio wave propagation environment. At this time, it is necessary to determine the in-vehicle device so that the receipt processing with the in-vehicle device 21 is not erroneously performed.

方向推定部34では、路側機30に到来する各無線通信信号を解析し、その到来方向を推定する。なお、アンテナ32については、アンテナ31とは別として記載しているが、共用してもよい。基本的に、複数の素子アンテナを配置したアレーアンテナにおいてモノパルス方式や高分解能測角技術などを適用して到来方向を推定する。   The direction estimation unit 34 analyzes each wireless communication signal arriving at the roadside device 30 and estimates the arrival direction. The antenna 32 is described separately from the antenna 31, but may be shared. Basically, the direction of arrival is estimated by applying a monopulse method, high-resolution angle measurement technique or the like in an array antenna having a plurality of element antennas.

ただし、図1に示すような各車載機11、21からの直接波のみの無線通信信号S1、S2およびS3、S4が存在する環境であれば、既存の方向推定手法により十分な推定精度が得られる。しかしながら、路側帯4や高架橋、路側機30を支えるゲートなど、電波を反射、散乱させる構造物が多数存在する環境では、通常は多数のマルチパス波が到来するため、その方向推定値はばらつくことが予想される。つまり、瞬時の方向推定値の精度はあまり当てにならないことになる。   However, if there is an environment in which wireless communication signals S1, S2 and S3, S4 of only direct waves from the vehicle-mounted devices 11, 21 as shown in FIG. 1 exist, sufficient estimation accuracy can be obtained by the existing direction estimation method. It is done. However, in an environment where there are many structures that reflect and scatter radio waves, such as the roadside belt 4, viaduct, and the gate that supports the roadside machine 30, there are usually many multipath waves, and the direction estimates vary. Is expected. That is, the accuracy of the instantaneous direction estimation value is not very likely.

そこで、方向推定部34は、複数回、同様の処理を実施して各推定値を判定部35に出力する。判定部35では、以下に示す方法により課金対象となる走行車両を決定し、その結果を受けた制御部36が、通信部33を制御して、当該走行車両との料金の収受処理を完了する。   Therefore, the direction estimation unit 34 performs the same processing a plurality of times and outputs each estimated value to the determination unit 35. In the determination unit 35, the traveling vehicle to be charged is determined by the method described below, and the control unit 36 that receives the result controls the communication unit 33 to complete the toll collection process with the traveling vehicle. .

判定部35では、複数個の方向推定値を基に課金対象となる走行車両を判別する。その原理は各方向推定値の変動量(ばらつき)が予め設定した閾値よりも大きい場合には、他の隣接道路2から到来した無線通信信号と判断する。その理由は、課金対象となる道路1上に存在する走行車両10は、路側機30に対して正面方向から進入してくるため、たとえば車両10aの位置まで移動しても、マルチパスの影響が多少あったとしても無線通信信号S1、S2の到来方向のばらつきは相対的に小さいためである。   The determination unit 35 determines a traveling vehicle to be charged based on a plurality of direction estimation values. The principle is that when the amount of variation (variation) in each direction estimation value is larger than a preset threshold value, it is determined that the wireless communication signal has arrived from another adjacent road 2. The reason for this is that the traveling vehicle 10 existing on the road 1 to be charged enters the roadside device 30 from the front direction, so that, for example, even if the vehicle 10a moves to the position of the vehicle 10a, there is a multipath effect. This is because, even if there are some variations, variations in the arrival directions of the radio communication signals S1 and S2 are relatively small.

一方、隣接道路2上の走行車両20については、進行に応じて、たとえば車両20aの位置まで移動すると路側機30から見た車載機21の見込み角は大きく変化するため、マルチパスも含めた無線通信信号S3、S4から推定した到来方向値は時間とともに大きく変動することになる。   On the other hand, as the traveling vehicle 20 on the adjacent road 2 moves to the position of the vehicle 20a, for example, as the traveling vehicle 20 moves to the position of the vehicle 20a, the expected angle of the vehicle-mounted device 21 as viewed from the roadside device 30 changes greatly. The direction-of-arrival value estimated from the communication signals S3 and S4 varies greatly with time.

図2に示すように、黒の実線は、自レーンの走行車両からの無線通信信号により求めた方向推定値D1を意味している。ここで、図1の走行車両10に対応する。このとき、通信領域3内であまり変動はない。   As shown in FIG. 2, the black solid line means the direction estimation value D1 obtained from the wireless communication signal from the traveling vehicle in the own lane. Here, it corresponds to the traveling vehicle 10 of FIG. At this time, there is not much change in the communication area 3.

一方、他の走行車両(図1の走行車両20に対応)からの無線通信信号により求めた方向推定値(破線)D2は、通信領域3内で大きく変動する。   On the other hand, a direction estimation value (broken line) D2 obtained from a wireless communication signal from another traveling vehicle (corresponding to traveling vehicle 20 in FIG. 1) varies greatly within communication region 3.

マルチパスの影響により、瞬時の推定値としては、自レーンの走行車両と同じ方向推定値を算出する可能性があるが、上述のように路側機30からの見込み角が時間とともに変わるため、推移を見ていくと明らかな違いが判別できる。したがって、複数の方向推定値を利用することで、課金対象となる走行車両を路側機30単独で高精度に決定することが可能である。   Due to the effects of multipath, there is a possibility that the same direction estimation value as that of the traveling vehicle in the own lane may be calculated as an instantaneous estimation value. However, since the expected angle from the roadside machine 30 changes with time as described above, You can see the obvious differences by looking at Therefore, by using a plurality of direction estimation values, it is possible to determine the traveling vehicle to be charged with high accuracy by the roadside device 30 alone.

まず、ステップ101において、通信部33は、車載機11から無線通信信号を受信する。   First, in step 101, the communication unit 33 receives a wireless communication signal from the in-vehicle device 11.

次に、ステップ102において、方向推定部34は、定められたアルゴリズムに従い、方向推定値を算出する。この処理を、走行車両10が通信領域3内に存在する間に複数回(図3ではN回)実施する。   Next, in step 102, the direction estimation part 34 calculates a direction estimated value according to the defined algorithm. This process is performed a plurality of times (N times in FIG. 3) while the traveling vehicle 10 exists in the communication area 3.

次に、ステップ103において、判定部35は、N個の方向推定値間の変動量(変化量)を算出する。   Next, in step 103, the determination unit 35 calculates a variation amount (change amount) between the N direction estimation values.

次に、ステップ104において、判定部35は、変動量が閾値以下であるどうかを判定する。   Next, in step 104, the determination unit 35 determines whether or not the fluctuation amount is equal to or less than a threshold value.

そして、ステップ105において、制御部36は、変動量が閾値以下の場合には、料金の課金対象と判定して、料金の収受処理を実施する。   In step 105, when the fluctuation amount is equal to or smaller than the threshold value, the control unit 36 determines that the charge is to be charged and performs charge collection processing.

一方、ステップ106において、制御部36は、変動量が閾値よりも大きい場合には、変動がある方向推定値に対応する走行車両については、隣接道路2に存在するものと判断して、収受処理を中止する。   On the other hand, in step 106, when the fluctuation amount is larger than the threshold value, the control unit 36 determines that the traveling vehicle corresponding to the direction estimation value having the fluctuation is present on the adjacent road 2, and performs the receiving process. Cancel.

なお、閾値の決め方については、実際の現場で事前に電波測定をして変動量の目安を求めても良いし、シミュレーションにより解析的に求めても良い。また、運用していくなかで適切な値に調整していくことも可能である。   Note that the threshold value may be determined by measuring radio waves in advance at an actual site to obtain a guideline for the fluctuation amount or analytically by simulation. It is also possible to adjust to an appropriate value during operation.

この実施の形態1によれば、既存の自動料金収受システムにおいて利用されている無線通信信号のみを用いて高精度な収受処理が実現することができるとともに、路側機30単独で収受処理を完結するシステムが実現することができる。   According to the first embodiment, high-accuracy receiving processing can be realized using only the wireless communication signal used in the existing automatic toll collection system, and the receiving processing is completed by the roadside device 30 alone. The system can be realized.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムについて図4から図6までを参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムの構成を示す図である。
Embodiment 2. FIG.
An automatic fee collection system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an automatic fee collection system according to Embodiment 2 of the present invention.

図4において、上記の実施の形態1と異なる箇所は、路側機30Aが、各車載機から到来する無線通信信号の信号電力を推定する電力推定部(電力推定手段)37をさらに含むことである。   In FIG. 4, the difference from the first embodiment is that the roadside unit 30A further includes a power estimation unit (power estimation unit) 37 that estimates the signal power of the radio communication signal arriving from each onboard unit. .

上記の実施の形態1では、無線通信信号の方向推定値から課金対象車両を判定することを基本としていたが、本実施の形態2では、信号電力も同時に推定して課金対象車両を判定するものである。   In the first embodiment described above, the chargeable vehicle is basically determined from the estimated direction value of the wireless communication signal. In the second embodiment, the chargeable vehicle is also determined by simultaneously estimating the signal power. It is.

アンテナ32で受信した無線通信信号から、方向推定部34で信号の到来方向を推定するだけでなく、電力推定部37において信号電力を同時に推定する。その両方の情報を基に、判定部35では、課金対象車両を決定する。   From the radio communication signal received by the antenna 32, the direction estimation unit 34 estimates the signal arrival direction, and the power estimation unit 37 simultaneously estimates signal power. Based on both pieces of information, the determination unit 35 determines a chargeable vehicle.

図5は、この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムによる横軸を時間とした受信信号電力の推移を示す図である。自レーンの走行車両とは図1の走行車両10に対応し、課金対象となる車両を意味する。通信領域3においては、通信の安定性の観点から受信電界強度がなるべく一定になるようにエリアが構成されており、アンテナビームの指向性やボアサイト方向などが設定される。したがって、通信領域3内では、受信電力P1はほぼ一定に保持される。   FIG. 5 is a diagram showing a transition of received signal power with time on the horizontal axis in the automatic toll collection system according to Embodiment 2 of the present invention. The traveling vehicle in its own lane corresponds to the traveling vehicle 10 in FIG. 1 and means a vehicle to be charged. In the communication area 3, an area is configured so that the received electric field strength is as constant as possible from the viewpoint of communication stability, and the directivity of the antenna beam, the boresight direction, and the like are set. Therefore, in the communication area 3, the received power P1 is kept substantially constant.

一方、他の走行車両(隣接道路2からの到来信号)については、マルチパス伝搬の影響により大きく受信電力P2が変動する。また、アンテナ利得は正面方向に対して広角になるほど低下するため、路側機30に近くなるほど、一般に受信電力P2は低下することが考えられる。   On the other hand, for other traveling vehicles (incoming signals from the adjacent road 2), the received power P2 varies greatly due to the influence of multipath propagation. Further, since the antenna gain decreases as the angle becomes wider with respect to the front direction, it is generally considered that the received power P2 decreases as the distance from the roadside unit 30 increases.

したがって、方向推定値と同様に瞬時の電力推定値の精度は高くないが、その変動量を観測し、課金対象となる自レーンを走行している車両かどうかを判定することが有効である。   Therefore, although the accuracy of the instantaneous power estimation value is not high as in the case of the direction estimation value, it is effective to observe the fluctuation amount and determine whether the vehicle is traveling in the own lane to be charged.

図6は、この発明の実施の形態2に係る自動料金収受システムの動作を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the automatic fee collection system according to Embodiment 2 of the present invention.

まず、ステップ201において、通信部33は、車載機11から無線通信信号を受信する。   First, in step 201, the communication unit 33 receives a wireless communication signal from the in-vehicle device 11.

次に、ステップ202において、電力推定部37は、定められたアルゴリズムに従い、信号電力推定値を算出する。   Next, in step 202, the power estimation unit 37 calculates a signal power estimation value according to a predetermined algorithm.

次に、ステップ203において、方向推定部34は、方向推定値を算出する。この信号電力推定値及び方向推定値の算出処理を、走行車両10が通信領域内に存在する間に複数回(図6ではN回)実施する。   Next, in step 203, the direction estimation unit 34 calculates a direction estimation value. The calculation processing of the signal power estimation value and the direction estimation value is performed a plurality of times (N times in FIG. 6) while the traveling vehicle 10 exists in the communication area.

次に、ステップ204において、判定部35は、N個の電力推定値及び方向推定値の変動量(変化量)を算出する。   Next, in step 204, the determination unit 35 calculates a variation amount (change amount) of the N power estimation values and the direction estimation value.

次に、ステップ205において、判定部35は、電力推定値及び方向推定値の変動量が閾値以下であるどうかを判定する。   Next, in step 205, the determination part 35 determines whether the fluctuation amount of an electric power estimated value and a direction estimated value is below a threshold value.

そして、ステップ206において、制御部36は、変動量がともに閾値以下の場合には、つまり、電力推定値の変動量が電力閾値以下で、かつ、方向推定値の変動量が方向閾値以下である場合には、料金の課金対象と判定して、収受処理を実施する。   In step 206, when both the fluctuation amounts are equal to or smaller than the threshold value, the control unit 36 indicates that the fluctuation amount of the power estimation value is equal to or smaller than the power threshold value and the fluctuation amount of the direction estimation value is equal to or smaller than the direction threshold value. In this case, it is determined that the charge is to be charged, and the receipt process is performed.

一方、ステップ207において、制御部36は、変動量がともに、あるいはいずれか一方が閾値よりも大きい場合、方向閾値よりも大きい変動がある方向推定値に対応する走行車両については、隣接道路2に存在するものと判断して、収受処理を中止する。   On the other hand, in step 207, the control unit 36 determines that the traveling vehicle corresponding to the direction estimation value having the fluctuation larger than the direction threshold is the adjacent road 2 when the fluctuation amount is either or both are larger than the threshold. It is determined that it exists, and the receipt process is stopped.

この実施の形態2によれば、既存の自動料金収受システムにおいて利用されている無線通信信号のみを用いて電力と方向の双方の推定値を有効利用して、さらに高精度な収受処理が実現することができるとともに、路側機30単独で収受処理を完結するシステムが実現することができる。   According to the second embodiment, more accurate toll collection processing is realized by effectively using both power and direction estimates using only wireless communication signals used in existing automatic toll collection systems. In addition, it is possible to realize a system that completes the receiving process by the roadside device 30 alone.

1 道路、2 隣接道路、3 通信領域、4 路側帯、10 車両、11 車載機、20 車両、21 車載機、30 路側機、30A 路側機、31 アンテナ、32 アンテナ、33 通信部、34 方向推定部、35 判定部、36 制御部、37 電力推定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road, 2 Adjacent road, 3 Communication area, 4 Roadside zone, 10 Vehicle, 11 Car-mounted machine, 20 Vehicle, 21 Car-mounted machine, 30 Roadside machine, 30A Roadside machine, 31 Antenna, 32 Antenna, 33 Communication part, 34 Direction estimation Unit, 35 determination unit, 36 control unit, 37 power estimation unit.

Claims (8)

道路を走行する車両に搭載された車載機と、
道路上に配置され、前記車載機との無線通信処理によって所定の通信領域で道路利用料金の収受処理を行う路側機とを備え、
前記路側機は、
前記車載機との間で無線通信信号を用いて前記道路利用料金の収受処理を行う通信手段と、
前記通信手段による送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して前記車載機に対する方向を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する方向推定手段と、
前記方向推定手段からの複数の方向推定値に基づいて、前記所定の通信領域に存在する車載機であるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段の結果に基づいて、前記通信手段による収受処理の可否を制御する制御手段とを含む
ことを特徴とする自動料金収受システム。
An in-vehicle device mounted on a vehicle traveling on a road;
A roadside device disposed on a road and performing a road usage fee collection process in a predetermined communication area by wireless communication processing with the in-vehicle device,
The roadside machine
Communication means for performing collection processing of the road usage fee using a wireless communication signal with the in-vehicle device,
Direction estimating means for sequentially executing processing for detecting a wireless communication signal transmitted by the in-vehicle device and estimating a direction with respect to the in-vehicle device in transmission / reception processing by the communication means while the in-vehicle device moves in the predetermined communication area. When,
Based on a plurality of direction estimation values from the direction estimation unit, a determination unit that determines whether the vehicle-mounted device exists in the predetermined communication area;
An automatic fee collection system comprising: a control unit that controls whether or not the collection process by the communication unit is possible based on a result of the determination unit.
前記判定手段は、複数の方向推定値間の変動量が予め設定した閾値よりも大きい場合には、前記道路利用料金を収受する対象となる車載機ではないと判定する
ことを特徴とする請求項1記載の自動料金収受システム。
The said determination means determines that it is not the vehicle equipment used as the object which receives the said road use charge, when the fluctuation amount between several direction estimation values is larger than the preset threshold value. Automatic fee collection system according to 1.
道路を走行する車両に搭載された車載機と、
道路上に配置され、前記車載機との無線通信処理によって所定の通信領域で道路利用料金の収受処理を行う路側機とを備え、
前記路側機は、
前記車載機との間で無線通信信号を用いて前記道路利用料金の収受処理を行う通信手段と、
前記通信手段による送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して前記車載機に対する方向を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する方向推定手段と、
前記通信手段による送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して、前記無線通信信号の信号電力を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する電力推定手段と、
前記方向推定手段からの複数の方向推定値及び前記電力推定手段からの複数の信号電力推定値に基づいて、前記所定の通信領域に存在する車載機であるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段の結果に基づいて、前記通信手段による収受処理の可否を制御する制御手段とを含む
ことを特徴とする自動料金収受システム。
An in-vehicle device mounted on a vehicle traveling on a road;
A roadside device disposed on a road and performing a road usage fee collection process in a predetermined communication area by wireless communication processing with the in-vehicle device,
The roadside machine
Communication means for performing collection processing of the road usage fee using a wireless communication signal with the in-vehicle device,
Direction estimating means for sequentially executing processing for detecting a wireless communication signal transmitted by the in-vehicle device and estimating a direction with respect to the in-vehicle device in transmission / reception processing by the communication means while the in-vehicle device moves in the predetermined communication area. When,
In the transmission / reception process by the communication means, a process of detecting a wireless communication signal transmitted by the in-vehicle device and estimating a signal power of the wireless communication signal is sequentially executed while the in-vehicle device moves in the predetermined communication area. Power estimation means;
A determination unit that determines whether or not the vehicle is present in the predetermined communication area based on a plurality of direction estimation values from the direction estimation unit and a plurality of signal power estimation values from the power estimation unit;
An automatic fee collection system comprising: a control unit that controls whether or not the collection process by the communication unit is possible based on a result of the determination unit.
前記判定手段は、
複数の方向推定値間の変動量が予め設定した第1の閾値よりも大きい場合、
複数の信号電力推定値間の変動量が予め設定した第2の閾値よりも大きい場合、
あるいは、複数の方向推定値間の変動量が予め設定した第1の閾値よりも大きい場合、かつ、複数の信号電力推定値間の変動量が予め設定した第2の閾値よりも大きい場合には、
前記道路利用料金を収受する対象となる車載機ではないと判定する
ことを特徴とする請求項3記載の自動料金収受システム。
The determination means includes
When the fluctuation amount between the plurality of direction estimation values is larger than the preset first threshold value,
When the variation amount between the plurality of signal power estimation values is larger than the preset second threshold value,
Alternatively, when the fluctuation amount between the plurality of direction estimation values is larger than the preset first threshold value, and when the fluctuation amount between the plurality of signal power estimation values is larger than the preset second threshold value. ,
The automatic toll collection system according to claim 3, wherein the automatic toll collection system is determined not to be an in-vehicle device that is to receive the road usage fee.
道路を走行する車両に搭載された車載機と、
道路上に配置され、前記車載機との無線通信処理によって所定の通信領域で道路利用料金の収受処理を行う路側機とを備えた自動料金収受システムにおいて、
通信手段により、前記車載機との間で無線通信信号を用いて前記道路利用料金の収受処理を行う通信ステップと、
方向推定手段により、前記通信ステップによる送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して前記車載機に対する方向を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する方向推定ステップと、
判定手段により、前記方向推定ステップからの複数の方向推定値に基づいて、前記所定の通信領域に存在する車載機であるかどうかを判定する判定ステップと、
制御手段により、前記判定ステップの結果に基づいて、前記通信ステップによる収受処理の可否を制御する制御ステップとを含む
ことを特徴とする自動料金収受方法。
An in-vehicle device mounted on a vehicle traveling on a road;
In an automatic toll collection system provided with a roadside device that is arranged on a road and performs a toll collection processing of a road usage fee in a predetermined communication area by wireless communication processing with the in-vehicle device,
A communication step of performing a collection process of the road usage fee using a wireless communication signal with the in-vehicle device by communication means;
A process of detecting a wireless communication signal transmitted by the in-vehicle device in the transmission / reception process in the communication step and estimating a direction with respect to the in-vehicle device by the direction estimation means, while the in-vehicle device is moving in the predetermined communication area. A direction estimation step to be performed;
A determination step of determining whether or not the vehicle-mounted device is present in the predetermined communication area based on a plurality of direction estimation values from the direction estimation step by a determination unit;
An automatic fee collection method, comprising: a control unit that controls whether or not the collection process is performed in the communication step based on a result of the determination step.
前記判定ステップは、複数の方向推定値間の変動量が予め設定した閾値よりも大きい場合には、前記道路利用料金を収受する対象となる車載機ではないと判定する
ことを特徴とする請求項5記載の自動料金収受方法。
The determination step determines that the vehicle is not a vehicle-mounted device that receives the road usage fee when a variation amount between a plurality of direction estimation values is larger than a preset threshold value. 5. Automatic fee collection method according to 5.
道路を走行する車両に搭載された車載機と、
道路上に配置され、前記車載機との無線通信処理によって所定の通信領域で道路利用料金の収受処理を行う路側機とを備えた自動料金収受システムにおいて、
通信手段により、前記車載機との間で無線通信信号を用いて前記道路利用料金の収受処理を行う通信ステップと、
方向推定手段により、前記通信ステップによる送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して前記車載機に対する方向を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する方向推定ステップと、
電力推定手段により、前記通信ステップによる送受信処理において前記車載機が送信する無線通信信号を検出して、前記無線通信信号の信号電力を推定する処理を、前記車載機が前記所定の通信領域を移動中に逐次実行する電力推定ステップと、
判定手段により、前記方向推定ステップからの複数の方向推定値及び前記電力推定ステップからの複数の信号電力推定値に基づいて、前記所定の通信領域に存在する車載機であるかどうかを判定する判定ステップと、
制御手段により、前記判定ステップの結果に基づいて、前記通信ステップによる収受処理の可否を制御する制御ステップとを含む
ことを特徴とする自動料金収受方法。
An in-vehicle device mounted on a vehicle traveling on a road;
In an automatic toll collection system provided with a roadside device that is arranged on a road and performs a toll collection processing of a road usage fee in a predetermined communication area by wireless communication processing with the in-vehicle device,
A communication step of performing a collection process of the road usage fee using a wireless communication signal with the in-vehicle device by communication means;
A process of detecting a wireless communication signal transmitted by the in-vehicle device in the transmission / reception process in the communication step and estimating a direction with respect to the in-vehicle device by the direction estimation means, while the in-vehicle device is moving in the predetermined communication area. A direction estimation step to be performed;
In the transmission / reception process in the communication step, the vehicle estimation device moves the predetermined communication area by detecting the wireless communication signal transmitted by the vehicle-mounted device and estimating the signal power of the wireless communication signal by the power estimation unit. A power estimation step that is sequentially executed during,
Determining whether or not the vehicle is a vehicle-mounted device existing in the predetermined communication area based on a plurality of direction estimation values from the direction estimation step and a plurality of signal power estimation values from the power estimation step Steps,
An automatic fee collection method, comprising: a control unit that controls whether or not the collection process is performed in the communication step based on a result of the determination step.
前記判定ステップは、
複数の方向推定値間の変動量が予め設定した第1の閾値よりも大きい場合、
複数の信号電力推定値間の変動量が予め設定した第2の閾値よりも大きい場合、
あるいは、複数の方向推定値間の変動量が予め設定した第1の閾値よりも大きい場合、かつ、複数の信号電力推定値間の変動量が予め設定した第2の閾値よりも大きい場合には、
前記道路利用料金を収受する対象となる車載機ではないと判定する
ことを特徴とする請求項7記載の自動料金収受方法。
The determination step includes
When the fluctuation amount between the plurality of direction estimation values is larger than the preset first threshold value,
When the variation amount between the plurality of signal power estimation values is larger than the preset second threshold value,
Alternatively, when the fluctuation amount between the plurality of direction estimation values is larger than the preset first threshold value, and when the fluctuation amount between the plurality of signal power estimation values is larger than the preset second threshold value. ,
The automatic toll collection method according to claim 7, wherein it is determined that the vehicle is not an in-vehicle device that is to receive the road usage fee.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020161908A1 (en) * 2019-02-08 2020-08-13 三菱重工機械システム株式会社 Billing device, charge collection system, billing method, program, and charge collection system manufacturing method

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