JP2012163351A - 電波発射源検出センサ及び自動料金収受システム - Google Patents

Abstract

【課題】所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器との間で確立された誤通信を中断し、車載器に対する誤課金を防止することが可能な電波発射源検出センサと、このセンサを用いた自動料金収受システムとを提供する。
【解決手段】第１及び第２のレーンに設置され、移動体に所持された応答器と通信を行う第１及び第２の路側器と接続する電波発射源検出センサは、アンテナ部、検波部、方向特定部、誤通信判定部を具備する。アンテナ部は、第１及び第２のレーンを含む受信ビームにより、応答器からの応答信号を受信する。検波部は、応答信号から必要信号を検波する。方向特定部は、検波結果に基づいて、電波強度、到来方向及び応答周波数を取得する。誤通信判定部は、電波強度、到来方向及び応答周波数に基づき、応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を第１及び第２の路側器へ出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、例えば有料道路を走行する車両の走行レーンを判別する電波発射源検出センサと、このセンサを利用する自動料金収受システムとに関する。

有料道路の料金所に設置された路側器と、車両に搭載された車載器との間で通信を行い、車両を停止させずに有料道路の通行料金を自動的に徴収する技術としてＥＴＣ（Electronic Toll Collection）が存在する。ＥＴＣは、通行料金の徴収に必要な経費を削減すると共に、料金所で頻発される渋滞の緩和を目的として開発されたものである。

しかしながら、従来の自動料金収受システムでは、電波が周辺の構造物等で反射されることにより、所定のＥＴＣレーンに設置された路側器と隣接レーンに存在する車両に搭載された車載器とが誤通信を起こす虞がある。このような場合、路側器が隣接レーンの車載器に対して誤課金を行う可能性がある。

特開２００８−１０８１４６号公報

以上のように、従来の自動料金収受システムでは、所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器とが誤通信を行う虞があった。

そこで、目的は、所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器との間で確立された誤通信を中断し、車載器に対する誤課金を防止することが可能な電波発射源検出センサと、このセンサを用いた自動料金収受システムとを提供することにある。

実施形態によれば、第１及び第２のレーンに設置され、移動体に所持された応答器と通信を行う第１及び第２の路側器と接続する電波発射源検出センサは、アンテナ部、検波部、方向特定部、誤通信判定部を具備する。アンテナ部は、前記第１及び第２のレーンを含む受信ビームにより、前記応答器からの応答信号を受信する。検波部は、前記応答信号から、前記第１又は第２の路側器の受信周波数に基づいて必要信号を検波する。方向特定部は、前記検波の結果に基づいて、前記必要信号の電波強度を測定し、前記応答信号の到来方向を特定し、前記応答信号の応答周波数を特定する。誤通信判定部は、前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記第１又は第２のレーンから到来する、前記電波強度が予め設定した閾値を超える応答信号の応答周波数が、前記第１又は第２の路側器の受信周波数と非対応であると判断する場合、前記応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を前記第１及び第２の路側器へ出力する。

第１の実施形態に係る自動料金収受システムと、車両に搭載されたＥＴＣ車載器との構成の一例を示す図である。 図１の路側器及び電波発射源検出センサと、ＥＴＣ車載器との機能構成の一例を示すブロック図である。 図２の電波発射源検出センサによる第２の受信エリアの一例を示す図である。 図２の判定処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図４の誤通信判定部によるレーンの識別の一例を示す図である。 図４の誤通信判定部による誤通信判定処理の一例を示す図である。 図４の誤通信判定部による誤通信判定処理の一例を示す図である。 図４の誤通信判定部による誤通信判定処理の一例を示す図である。 図４の誤通信判定部による誤通信判定処理の一例を示す図である。 図４の誤通信判定部による誤通信判定処理の一例を示す図である。 図１の路側器が隣接レーンを走行する車両に搭載されたＥＴＣ車載器と通信を行う場合の一例を示す図である。 図２の路側器及び電波発射源検出センサの動作の一例を示すシーケンス図である。 図２の電波発射源検出センサの構造の一例を示す図である。 自動料金収受システムと、車両に搭載されたＥＴＣ車載器との構成のその他の例を示す図である。 図１４の電波発射源検出センサにより形成される第２の受信ビームをレーンの正面から見た際の一例を示す図である。 図１４の電波発射源検出センサの第２の受信エリアの一例を示す図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、電波発射源検出センサをＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムに用いた例を説明するが、電波発射源検出センサを利用するシステムはＥＴＣシステムに限定される訳ではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る自動料金収受システム１０と、車両Ｖに搭載されたＥＴＣ車載器２０との構成を示す模式図の一例である。

図１に示す自動料金収受システム１０は、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses） ＳＴＤ−Ｔ５５の規格に適合するシステムである。自動料金収受システム１０は、ガントリ１１、路側器１２−１，１２−２、車両検出器１３−１，１３−２〜１５−１，１５−２、信号処理部１６及び電波発射源検出センサ１７を備える。

ガントリ１１は、ＥＴＣレーン１，２を跨ぐように設置される。ガントリ１１には、路側器１２−１，１２−２及び電波発射源検出センサ１７が取り付けられる。路側器１２−１，１２−２はそれぞれＥＴＣレーン１，２の略直上に取り付けられる。電波発射源検出センサ１７は、路側器１２−１，１２−２の略中間である、アイランドの略直上に取り付けられる。なお、ＥＴＣレーン１とＥＴＣレーン２とは同様の構成をしているため、以下ではＥＴＣレーン１について説明する。

車両検出器１３−１〜１５−１は、通過する車両Ｖを検出し、車両Ｖを検出した旨を路側器１２−１へ通知する。

路側器１２−１は、自レーン中の所定のエリアへ通信の開始を通知する通知信号を送信するように、送信ビームを形成する。また、路側器１２−１は、自レーンの第１の受信エリアに存在するＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信するように、第１の受信ビームを形成する。

路側器１２−１は、車両検出器１３−１が車両Ｖを検出した場合、自レーン中の所定のエリアへ向けて、予め設定された周波数で通知信号を送信する。なお、路側器１２−１は、常に何らかの信号を送信しており、車両検出器１３−１が車両Ｖを検出した場合に、通信の開始を通知する信号を送信するように信号を切り替えても構わない。ＥＴＣ車載器２０は、路側器１２−１からの通知信号を受信すると、通知信号の周波数に応じた周波数の応答信号を路側器１２−１へ返す。路側器１２−１は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信する。

路側器１２−１は、電波発射源検出センサ１７へ同期信号を出力する。これにより、電波発射源検出センサ１７は、路側器１２−１と同期することとなる。なお、電波発射源検出センサ１７は、路側器１２−１からの通知信号を受信し、この通知信号に基づいて路側器１２−１と同期するようにしても構わない。

路側器１２−１は、ＥＴＣ車載器２０から応答信号を受信すると、ＥＴＣ車載器２０と通信を開始する。このとき、路側器１２−１は、信号処理部１６と共に、ＥＴＣ車載器２０に対する課金処理を行う。

路側器１２−１は、電波発射源検出センサ１７から後述する誤通信通知を受信した場合、ＥＴＣ車載器２０が他レーンに存在すると判断し、ＥＴＣ車載器２０との通信を終了すると共に、ＥＴＣ車載器２０に対する課金処理を中断する。

路側器１２−１は、車両検出器１３−１が車両Ｖを検出した後に車両検出器１４−１が車両Ｖを検出した場合、車両Ｖが前進していることを認識する。また、路側器１２−１は、車両検出器１５−１が車両Ｖを検出した場合、車両Ｖが自レーンを通過したことを認識する。

図２は、第１の実施形態に係る路側器１２−１，１２−２及び電波発射源検出センサ１７と、ＥＴＣ車載器２０との機能構成の一例を示すブロック図である。

電波発射源検出センサ１７は、図２に示すように、アンテナ部１７１、受信部１７２及び判定処理部１７３を備える。

アンテナ部１７１は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ１７は、これらの複数のアンテナ素子により第２の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、４５度以下となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば０．５λとすることで、例えば、±９０度となるように設定される。これにより、電波発射源検出センサ１７の直下からＥＴＣレーン１，２の入口方向へ５ｍの範囲が、第２の受信エリアとなる。図３に示す斜線のエリアは、第１の実施形態に係る第２の受信エリアの一例を示す。第２の受信ビームは、第１の受信ビームよりもビーム幅が広く、第２の受信エリアは、第１の受信エリアよりも広い。アンテナ部１７１は、第２の受信ビームにより応答信号を受信する。

受信部１７２は、アンテナ部１７１で受信された応答信号を、中間周波数帯のＩＦ信号に変換し、判定処理部１７３へ出力する。

図４は、第１の実施形態に係る電波発射源検出センサ１７の判定処理部１７３の機能構成の一例を示すブロック図である。判定処理部１７３は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたもので、次のように構成される。すなわち、判定処理部１７３は、検波部１７３１、方向特定部１７３２と、誤通信判定部１７３３とを備える。

検波部１７３１は、受信部１７２からのＩＦ信号から、路側器１２−１からの同期信号に基づいて必要信号を検波する。このとき、検波部１７３１は、路側器１２−１の受信周波数に応じた検波周波数で必要信号を検波する。検波部１７３１は、この検波結果を第１の検波結果として方向特定部１７３２へ出力する。また、検波部１７３１は、受信部１７２からのＩＦ信号から、路側器１２−２からの同期信号に基づいて必要信号を検波する。このとき、検波部１７３１は、路側器１２−２の受信周波数に応じた検波周波数で必要信号を検波する。検波部１７３１は、この検波結果を第２の検波結果として方向特定部１７３２へ出力する。

方向特定部１７３２は、検波部１７３１からの第１及び第２の検波結果に基づいて、電波強度を測定する。方向特定部１７３２は、第１の検波結果に基づいて第１の電波強度情報を取得し、第２の検波結果に基づいて第２の電波強度情報を取得する。方向特定部１７３２は、第１及び第２の電波強度情報を誤通信判定部１７３３へ出力する。

また、方向特定部１７３２は、第１及び第２の検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部１７３２は、第１の検波結果に基づいて第１の到来方向情報を取得し、第２の検波結果に基づいて第２の到来方向情報を取得する。方向特定部１７３２は、第１及び第２の到来方向情報を誤通信判定部１７３３へ出力する。

また、方向特定部１７３２は、第１及び第２の検波結果に基づいて、信号の応答周波数を特定する。方向特定部１７３２は、第１の検波結果に基づいて第１の周波数情報を取得し、第２の検波結果に基づいて第２の周波数情報を取得する。方向特定部１７３２は、第１及び第２の周波数情報を誤通信判定部１７３３へ出力する。

誤通信判定部１７３３は、図５に示すように、第１及び第２の到来方向情報を用いて、アンテナ部１７１により受信された応答信号がＥＴＣレーン１，２のいずれかからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、仰角４５度以下及び方位角＋５〜＋３５度の信号はＥＴＣレーン１からの信号であるとし、仰角４５度以下及び−３５〜−５度の信号はＥＴＣレーン２からの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。

また、誤通信判定部１７３３は、第１及び第２の電波強度情報を用いて、アンテナ部１７１により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。

また、誤通信判定部１７３３は、第１及び第２の周波数情報を用いて、アンテナ部１７１により受信された応答信号の応答周波数が路側器１２−１，１２−２の受信周波数のいずれに対応するかを判断する。誤通信判定部１７３３は、これらの判定結果を用いて、路側器１２−１，１２−２が誤通信を行っているか否かを判定する。

具体的な判定方法は、図６乃至図１０に基づいて説明する。

誤通信判定部１７３３は、ＥＴＣレーン１から到来する応答信号が路側器１２−１の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。誤通信判定部１７３３は、図６に示すように、ＥＴＣレーン１から到来する応答信号が路側器１２−１の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「正常」であると判定する。また、誤通信判定部１７３３は、ＥＴＣレーン２から到来する応答信号が路側器１２−２の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。誤通信判定部１７３３は、図６に示すように、ＥＴＣレーン２から到来する応答信号が路側器１２−２の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「正常」であると判定する。

また、誤通信判定部１７３３は、図７に示すように、ＥＴＣレーン１から到来する応答信号が路側器１２−２の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「誤り」であると判定する。また、誤通信判定部１７３３は、図７に示すように、ＥＴＣレーン２から到来する応答信号が路側器１２−１の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「誤り」であると判定する。また、誤通信判定部１７３３は、図８に示すように、応答信号がＥＴＣレーン１，２以外から到来し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「誤り」であると判定する。誤通信判定部１７３３は、ＥＴＣ車載器２０との通信が「誤り」であると判定した場合、路側器１２−１，１２−２へ誤通信通知を出力する。

また、誤通信判定部１７３３は、図９に示すように、応答信号がＥＴＣレーン１，２の複数方向から到来し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「判定不能」であると判定する。なお、図９のような場合、誤通信判定部１７３３は、ＥＴＣ車載器２０との通信が誤りであると判定し、誤通信通知を路側器１２−１，１２−２へ出力するようにしても構わない。また、誤通信判定部１７３３は、図１０に示すように、電波強度が閾値を超えない場合、ＥＴＣ車載器２０との通信は「判定不能」であると判定する。

次に、以上のように構成された自動料金収受システム１０における路側器１２−１，１２−２と電波発射源検出センサ１７との動作を詳細に説明する。図１１は、ＥＴＣレーン２を走行する車両Ｖ２に搭載されたＥＴＣ車載器２０−２が、路側器１２−１と通信を行う場合の一例を示す模式図である。

図１１では、路側器１２−１は、周波数ｆ１の通知信号を送信し、周波数ｆ１の応答信号を受信する。また、路側器１２−２は、周波数ｆ２の通知信号を送信し、周波数ｆ２の応答信号を受信する。電波発射源検出センサ１７は、検波部１７３１により、受信部１７２からのＩＦ信号から、周波数ｆ１及び周波数ｆ２に応じた必要信号を検波する。

図１１において、路側器１２−１から周波数ｆ１で送信された通知信号は、ＥＴＣレーン１を走行する車両Ｖ１で反射され、車両Ｖ２に搭載されたＥＴＣ車載器２０−２により受信される。ＥＴＣ車載器２０−２は、周波数ｆ１の通知信号に応じ、周波数ｆ１の応答信号を送信する。これにより、路側器１２−１とＥＴＣ車載器２０−２との間の通信が開始される。

図１２は、図１１に示す路側器１２−１によるＥＴＣ車載器２０−２に対する課金処理の開始、路側器１２−１によるＥＴＣ車載器２０−２に対する課金処理の中断、及び、路側器１２−１，１２−２による新たな通信相手の検索を実行する際の、路側器１２−１，１２−２及び電波発射源検出センサ１７の動作を示すシーケンス図である。

路側器１２−１，１２−２は、所定の期間毎に同期信号を電波発射源検出センサ１７へ出力する。

路側器１２−１は、車両検出器１３−１から車両Ｖ１を検出した旨の通知を受けると（シーケンスＳ１２１）、ＦＣＭＳ（Frame Control Message Slot）信号及びＭＤＳ（Message Data Slot）信号等の通知信号を自レーン中の所定のエリアへ周波数ｆ１で送信する（シーケンスＳ１２２）。また、路側器１２−２は、車両検出器１３−２から車両Ｖ２を検出した旨の通知を受けると（シーケンスＳ１２３）、自レーン中の所定のエリアへ周波数ｆ２で通知信号を送信する（シーケンスＳ１２４）。

図１１において、路側器１２−１からの通知信号は、車両Ｖ１で反射され、車両Ｖ２に搭載されたＥＴＣ車載器２０−２で受信される。ＥＴＣ車載器２０−２は、周波数ｆ１の通知信号を受信すると、ＡＣＴＳ（Activation Slot）信号、ＡＣＫＣ（Activation Channel）信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を周波数ｆ１で送信する。

路側器１２−１は、ＥＴＣ車載器２０−２からの応答信号を受信し（シーケンスＳ１２５）、ＥＴＣ車載器２０−２との通信を開始すると共に、ＥＴＣ車載器２０−２に対する課金処理を開始する（シーケンスＳ１２６）。

電波発射源検出センサ１７は、ＥＴＣ車載器２０−２からの応答信号を受信し（シーケンスＳ１２７）、検波部１７３１により、応答信号に含まれる周波数ｆ１の例えばＡＣＴＳ信号を、路側器１２−１からの同期信号に同期して検波する（シーケンスＳ１２８）。電波発射源検出センサ１７は、第１の検波結果に基づき、方向特定部１７３２により、第１の電波強度情報、第１の到来方向情報及び第１の周波数情報を取得する（シーケンスＳ１２９）。そして、電波発射源検出センサ１７は、第１の電波強度情報、第１の到来方向情報及び第１の周波数情報に基づき、誤通信判定部１７３３−１により、路側器１２−１とＥＴＣ車載器２０−２とが誤通信を行っているか否かを判定する（シーケンスＳ１２１０）。電波発射源検出センサ１７は、図７に示す結果が得られた場合、路側器１２−１とＥＴＣ車載器２０−２とが誤通信を行っていると判定し、路側器１２−１，１２−２へ誤通信通知を出力する（シーケンスＳ１２１１）。

路側器１２−１は、電波発射源検出センサ１７から誤通信通知を受けると、ＥＴＣ車載器２０−２に対する課金処理を中断し、周波数ｆ１で通知信号を再度送信する（シーケンスＳ１２１２）。

路側器１２−２は、シーケンスＳ１２４で送信した通知信号に対する車両Ｖ２からの応答信号が無い状態で、電波発射源検出センサ１７から誤通信通知を受けると、周波数ｆ２で通知信号を再度送信する（シーケンスＳ１２１３）。

次に、上述の電波発射源検出センサ１７の実施例を図１３に示す。図１３は、第１の実施形態に係る電波発射源検出センサ１７の構造の一例を示す図である。

図１３における電波発射源検出センサ１７は、前方がレドーム１７４、後方が放熱板１７５により覆われた筐体内に、アンテナ部１７１としてのアンテナ素子１７６−１〜１７６−ｎと、受信部１７２としての周波数コンバータ１７７−１〜１７７−ｎ及びローカル信号生成基板１７８と、判定処理部１７３としての信号処理基板１７９とを備える。

アンテナ素子１７６−１〜１７６−ｎは、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信する。周波数コンバータ１７７−１〜１７７−ｎは、アンテナ素子１７６−１〜１７６−ｎで受信された応答信号を、ローカル信号生成基板１７８で生成されたローカル信号に基づいてＩＦ信号に変換する。信号処理基板１７９は、周波数コンバータ１７７−１〜１７７−ｎからＩＦ信号を受信し、路側器１２−１，１２−２が誤通信を行っているか否かを判断する。信号処理基板１７９は、路側器１２−１，１２−２の少なくともいずれか一方が誤通信を行っている場合、誤通信通知を路側器１２−１，１２−２へ出力する。

以上のように、上記実施形態では、電波発射源検出センサ１７は、ＥＴＣレーン１，２の間に設置され、ＥＴＣレーン１，２にそれぞれ設置される路側器１２−１，１２−２が誤通信を行っているか否かを監視するようにしている。これにより、必要となる電波発射源検出センサの数は、電波発射源検出センサを１レーン毎に設置する場合と比較して少ない数ですむようになる。すなわち、設備費用を低く抑えることが可能となる。

また、上記実施形態では、電波発射源検出センサ１７は、受信した応答信号から、ＥＴＣレーン１，２の路側器１２−１，１２−２の受信周波数に応じた検波周波数で必要信号を検波する。電波発射源検出センサ１７は、第１及び第２の検波結果に基づき、電波強度情報、到来方向情報及び周波数情報を取得する。電波発射源検出センサ１７は、電波強度情報、到来方向情報及び周波数情報に基づき、ＥＴＣ車載器２０との通信が「誤り」であるか否かを判定する。そして、電波発射源検出センサ１７は、ＥＴＣ車載器２０との通信が「誤り」である場合、路側器１２−１，１２−２へ誤通信通知を出力するようにしている。これにより、路側器１２−１，１２−２とＥＴＣ車載器２０とが誤通信を行っている場合には、この誤通信を中断させることが可能となる。

したがって、上記実施形態に係る自動料金収受システム１０は、所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器との間で確立された誤通信を中断し、車載器に対する誤課金を防止することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態では、自動料金収受システム１０が図１に示す構成を取る場合について説明した。しかしながら、自動料金収受システム１０の構成は図１に限定される訳ではない。図１４は、自動料金収受システム１０と、車両Ｖに搭載されたＥＴＣ車載器２０との構成のその他の例を示す模式図である。

図１４に示す自動料金収受システム１０は、第１のガントリ１１、路側器１２−１，１２−２、車両検出器１３−１，１３−２〜１５−１，１５−２、信号処理部１６、第２のガントリ１１２及び電波発射源検出センサ１１３を備える。

第１のガントリ１１は、ＥＴＣレーン１，２を跨ぐように設置される。第１のガントリ１１には、路側器１２−１，１２−２が取り付けられる。路側器１２−１，１２−２はそれぞれＥＴＣレーン１，２の略直上に取り付けられる。本実施形態では、路側器１２−１，１２−２は、地面から例えば５ｍの位置に設置される。

第２のガントリ１１２は、車両検出器１４，１５の中央の位置、かつ、アイランドの略直上に電波発射源検出センサ１１３が位置するように、レーンを跨いで設置される。本実施形態では、電波発射源検出センサ１１３は、地面から例えば６ｍの位置に設置される。

電波発射源検出センサ１１３の機能構成は、図２の電波発射源検出センサ１７と同様であり、アンテナ部、受信部及び判定処理部を備える。

アンテナ部は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ１１３は、これらの複数のアンテナ素子により第２の受信ビームを形成する。図１４の例では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、±２２度となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば０．５λとすることで、例えば、±９０度となるように設定される。図１５は、電波発射源検出センサ１１３により形成される第２の受信ビームをレーンの正面から見た際の一例を示す図である。

これにより、電波発射源検出センサ１１３の直下からＥＴＣレーン１，２の入口方向へ４ｍの範囲が、第２の受信エリアとなる。図１６は、電波発射源検出センサ１１３の第２の受信エリアの一例を示す模式図である。

判定処理部の機能構成は、図４の判定処理部１７３と同様であり、検波部、方向特定部及び誤通信判定部を備える。

誤通信判定部は、到来方向情報を用いて、アンテナ部により受信された応答信号がＥＴＣレーン１，２のいずれかからの信号であるかを判断する。例えば、図１４、図１５に示すように、仰角±２２度以内、方位角９．９度〜３７．８度の信号はＥＴＣレーン１からの信号であるとし、仰角±２２度以内、方位角−９．９度〜−３７．８度の信号はＥＴＣレーン２からの信号であるとする。

また、誤通信判定部は、電波強度情報を用いて、アンテナ部により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。また、誤通信判定部は、周波数情報を用いて、応答信号が路側器１２−１，１２−２のいずれの受信周波数に対応しているかを判断する。誤通信判定部は、これらの判定結果を用いて、ＥＴＣ車載器２０との通信が誤りであるか否かを判定する。

このように、電波発射源検出センサ１１３を車両検出器１４，１５の中央の位置、かつ、アイランドの略直上に設置することで、ＥＴＣ車載器が高い位置に設置されるトラック等の大型車両が通過する場合であっても、ＥＴＣ車載器からの応答信号を正確に受信することが可能となる。

また、上記実施形態では、方向特定部１７３２により、方位角方向における電波の到来方向を特定する例について説明したが、本実施形態は、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部１７３２は、方位角方向に加え、仰角方向における電波の到来方向を特定するようにしても構わない。これにより、電波発射源検出センサ１７は、仰角方向における車両の位置も把握することが可能となる。このとき、電波発射源検出センサ１７は、誤通信通知に加えて、応答信号の位置情報も路側器１２−１，１２−２へ出力しても構わない。路側器１２−１，１２−２は、応答信号の位置情報を取得することで、自レーンに２台以上の車両が存在する場合についても対応することが可能となる。

なお、方位角のみにより誤通信判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により誤通信判定処理を行う場合と比較して、アンテナ部及び受信部を簡素化することが可能である。また、方位角のみにより誤通信判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により誤通信判定処理を行う場合と比較して、応答信号の到来方向を特定するまでの処理時間が短くて済むというメリットがある。

また、上記実施形態では、電波発射源検出センサ１７は、路側器１２−１，１２−２と同期する。電波発射源検出センサ１７は、このことを利用し、受信した応答信号から一つの必要信号を検波し、検波した必要信号についての誤通信判定処理を行う例について説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、電波発射源検出センサ１７は、路側器１２−１，１２−２と同期していなくても構わない。このとき、電波発射源検出センサ１７は、応答信号に含まれる全ての信号を検波し、それぞれの信号毎に誤通信処理を行うようにする。電波発射源検出センサ１７は、それぞれの信号について誤通信通知を路側器１２−１，１２−２へ出力する。そして、路側器１２は、それぞれの誤通信通知に基づいてＥＴＣ車載器２０との通信が「誤り」であるか否かを判定する。例えば、路側器１２−１は、誤通信通知を１つでも受信すれば、ＥＴＣ車載器２０との通信が「誤り」であると判定するようにしても良い。これより、一つの信号のみについて誤通信判定を行う場合より精度が高くなる。

また、上記各実施形態では、電波発射源検出センサをＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ５５の規格に適合するＥＴＣシステムに用いる例を説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、電波発射源検出センサは、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５の規格に適合するＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）システムに用いても構わない。また、上記実施形態に係る電波発射源検出センサは、有料道路の他に、例えば、駐車場等で用いられても構わない。

また、上記実施形態では、電波発射源検出センサが有料道路等のＥＴＣシステムで用いられる場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、上記実施形態に係る自動料金収受システムを遊園地等の入場ゲートとして用いる場合であっても構わない。この場合、歩行者に、ＥＴＣ車載器に相当する応答器を保持させ、電波発射源検出センサにより、路側器と応答器との間の通信が誤りであるか否かを判定するようにする。

また、上記実施形態では、検波部１７３１によりＡＣＴＳ信号を検波する例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、検波部１７３１により、ＡＣＴＳ信号に代えて、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号を検波するようにしても構わない。なお、実施形態でＡＣＴＳ信号を検波することとした理由は、ＡＣＴＳ信号が応答信号の中で最先の信号だからである。

また、上記実施形態では、誤通信判定部１７３３が、受信された全ての応答信号に対して誤通信であるか否かを判断している。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部１７３２において、取得した電波強度が閾値を超える場合にのみ、電波強度情報、到来方向情報及び周波数情報を誤通信判定部１７３３へ出力するようにしても構わない。これにより、誤通信判定部１７３３は、電波強度が閾値を超えた応答信号に対してのみ誤通信であるか否かの判断を行うこととなる。

実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…自動料金収受システム
１１，１１２…ガントリ
１２−１，１２−２…路側器
１３−１，１３−２，１４−１，１４−２，１５−１，１５−２…車両検出器
１６…信号処理部
１７…電波発射源検出センサ
１７１…アンテナ部
１７２…受信部
１７３…判定処理部
１７３１…検波部
１７３２…方向特定部
１７３３…誤通信判定部
１７４…レドーム
１７５…放熱板
１７６−１〜１７６−ｎ…アンテナ素子
１７７−１〜１７７−ｎ…周波数コンバータ
１７８…ローカル信号生成基板
１７９…信号処理基板

Claims (16)

1. 第１及び第２のレーンに設置され、移動体に所持された応答器と通信を行う第１及び第２の路側器と接続する電波発射源検出センサにおいて、
   前記第１及び第２のレーンを含む受信ビームにより、前記応答器からの応答信号を受信するアンテナ部と、
   前記応答信号から、前記第１又は第２の路側器の受信周波数に基づいて必要信号を検波する検波部と、
   前記検波の結果に基づいて、前記必要信号の電波強度を測定し、前記応答信号の到来方向を特定し、前記応答信号の応答周波数を特定する方向特定部と、
   前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記第１又は第２のレーンから到来する、前記電波強度が予め設定した閾値を超える応答信号の応答周波数が、前記第１又は第２の路側器の受信周波数と非対応であると判断する場合、前記応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を前記第１及び第２の路側器へ出力する誤通信判定部と
   を具備することを特徴とする電波発射源検出センサ。
2. 前記誤通信判定部は、前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記閾値を超える電波強度の応答信号が、前記第１及び第２のレーン以外から到来すると判断する場合、前記誤通信通知を前記第１及び第２の路側器へ出力することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
3. 前記方向特定部は、前記電波強度が前記閾値を超える場合、前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数を前記誤通信判定部へ出力することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
4. 前記方向特定部は、前記到来方向を方位角により特定することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
5. 前記方向特定部は、前記到来方向を方位角及び仰角により特定することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
6. 前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
   前記検波部は、前記第１及び第２の路側器と同期を取り、前記第１又は第２の路側器の受信周波数に基づいて、前記アンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号のうちいずれか一つの電波信号を前記必要信号として検波することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
7. 前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
   前記検波部は、前記応答信号に含まれる前記複数の電波信号の全てを前記必要信号として検波することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
8. 第１及び第２のレーンに設置され、車両に搭載された車載器と通信を行う第１及び第２の路側器を具備する自動料金収受システムにおいて、
   前記第１及び第２のレーンを含む受信ビームにより、前記応答器からの応答信号を受信するアンテナ部と、
   前記応答信号から、前記第１又は第２の路側器の受信周波数に基づいて必要信号を検波する検波部と、
   前記検波の結果に基づいて、前記必要信号の電波強度を測定し、前記応答信号の到来方向を特定し、前記応答信号の応答周波数を特定する方向特定部と、
   前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記第１又は第２のレーンから到来する、予め設定した閾値を超える電波強度の応答信号の応答周波数が、前記第１又は第２の路側器の受信周波数と非対応であると判断する場合、前記応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を前記第１及び第２の路側器へ出力する誤通信判定部と
   を備える電波発射源検出センサを具備し、
   前記第１及び第２の路側器は、前記誤通信通知を受けると、前記車載器との通信を中断することを特徴とする自動料金収受システム。
9. 前記誤通信判定部は、前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記閾値を超える電波強度の応答信号が、前記第１及び第２のレーン以外から到来すると判断する場合、前記誤通信通知を前記第１及び第２の路側器へ出力することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
10. 前記方向特定部は、前記電波強度が前記閾値を超える場合、前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数を前記誤通信判定部へ出力することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
11. 前記方向特定部は、前記到来方向を方位角により特定することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
12. 前記方向特定部は、前記到来方向を方位角及び仰角により特定することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
13. 前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
    前記検波部は、前記第１及び第２の路側器と同期を取り、前記第１又は第２の路側器の受信周波数に基づいて、前記アンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号のうちいずれか一つの電波信号を前記必要信号として検波することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
14. 前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
    前記検波部は、前記応答信号に含まれる前記複数の電波信号の全てを前記必要信号として検波し、
    前記誤通信判定部は、前記必要信号毎に前記誤通信判定を行い、前記必要信号毎に誤通信通知を作成し、
    前記第１及び第２の路側器は、前記複数の誤通信通知を参照して前記車載器との通信を中断することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
15. 前記電波発射源検出センサは、前記第１及び第２の路側器と同一のガントリに、前記第１及び第２の路側器の間に設置され、真下から前記第１及び第２のレーンの入口方向に予め設定した角度だけ傾けて前記受信ビームを形成することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。
16. 前記電波発射源検出センサは、前記第１及び第２の路側器よりも前記第１及び第２のレーンの入口方向に近い位置に設置され、前記受信ビームを真下へ向けて形成することを特徴とする請求項８記載の自動料金収受システム。

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