JP2015082235A - Vehicle detector, traffic lane control system, vehicle detection method, and program - Google Patents

Vehicle detector, traffic lane control system, vehicle detection method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a corresponding roadside antenna from erroneously detecting a vehicle equipped with an on-vehicle device and located in a lane other than a travel lane including a communication range of the roadside antenna, in a case of detecting a vehicle traveling in the travel lane including the communication range of the corresponding roadside antenna.SOLUTION: A vehicle detector includes: a position calculation unit for calculating estimated transmission positions on a target travel lane while assuming that a radio wave detected by a direction detection unit is transmitted from a vehicle on the target travel lane, on the basis of a direction of the radio wave detected by the direction detection unit that detects an arrival direction of the radio wave transmitted from an on-vehicle device; a moving direction detection unit for detecting a moving direction of the estimated transmission positions on the basis of the plurality of estimated transmission positions calculated by the position calculation unit; and a travel lane determination unit for determining whether a vehicle from which the radio wave is transmitted is a vehicle traveling in the target travel lane.

Description

本発明は、電子料金収受システムを利用した走行レーンを走行する車両を検出するための車両検出装置、車線制御システム、車両検出方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a vehicle detection device, a lane control system, a vehicle detection method, and a program for detecting a vehicle traveling in a travel lane using an electronic toll collection system.

有料道路の自動料金収受を目的とした電子料金収受システム(例えば、ETC(登録商標、Electoronics Toll Collection System)は、ITS(Intelligent Transport Systems:高度交通システム)におけるアプリケーションとして注目されている。この電子料金収受システムは、料金所に設置された路側機と、車両に搭載した車載器との間の無線通信によって、通行料金を徴収することができるようにしたものである。路側機は、各走行レーンと対応して設けられ、車載器と無線通信を行うための路側アンテナを含む。この路側アンテナは、対応する通信領域を含む走行レーンを走行する車両の車載器との無線通信によって、通行料金の徴収に必要な情報の送受信を行う。   An electronic toll collection system (for example, ETC (registered trademark, Electronics Toll Collection System)) for automatic toll collection on toll roads is attracting attention as an application in ITS (Intelligent Transport Systems). The toll collection system collects tolls by wireless communication between a roadside machine installed at a toll booth and an in-vehicle device mounted on the vehicle. The roadside antenna includes a roadside antenna for wireless communication with the vehicle-mounted device, and the roadside antenna reduces the toll by wireless communication with the vehicle-mounted device of the vehicle traveling in the traveling lane including the corresponding communication area. Send and receive information necessary for collection.

この路側アンテナと車載器との間で通信を行う場合の問題点として、路側アンテナが、対応する通信領域を含む走行レーン以外、例えば隣接する他の走行レーンを走行する車両の車載器からの電波も受信してしまうという問題がある。
上記問題に対して、受信する電波の到来方向を検出する検出器を路側機に設け、検出した電波の到来方向に基づき、対応する通信領域を含む走行レーンからの電波であるか否かを判定し、隣接の走行レーンからの電波である場合、この電波を発信した車載器との通信を制限し、対象ではない車載器との誤通信を回避するものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、対応する通信領域を含む走行レーン以外を走行する車両の車載器から発信される電波が、例えば料金所の天井などの路上構造物で反射して路側アンテナが受信することにより、対象でない車載器と誤通信してしまうことを防止するために、路上構造物に電波吸収パネルを設置する技術がある(例えば、特許文献2参照)。
As a problem when communication is performed between the roadside antenna and the vehicle-mounted device, the roadside antenna has a radio wave from the vehicle-mounted device of a vehicle that travels in another adjacent traveling lane other than the traveling lane including the corresponding communication area. There is also a problem of receiving.
In response to the above problem, a detector for detecting the arrival direction of the received radio wave is provided in the roadside machine, and it is determined whether the radio wave is from a traveling lane including the corresponding communication area based on the detected arrival direction of the radio wave. However, in the case of radio waves from adjacent traveling lanes, there are those that limit communication with the vehicle-mounted device that has transmitted the radio waves and avoid erroneous communication with vehicle devices that are not the target (see, for example, Patent Document 1). .
In addition, when the roadside antenna receives a radio wave transmitted from a vehicle-mounted device of a vehicle that travels outside the travel lane including the corresponding communication area and is received by the roadside antenna, such as a tollgate ceiling, the vehicle is not covered. In order to prevent erroneous communication with a device, there is a technique of installing a radio wave absorption panel on a road structure (see, for example, Patent Document 2).

特開2012−247958号公報JP 2012-247958 A 特開2003−119726号公報JP 2003-119726 A

しかしながら特許文献1の技術では、路側アンテナとの通信領域を含む走行レーン以外、例えば上記のとおり隣接する走行レーンを走行している車両の車載器から発信された電波が、走行レーンの天井や側壁等の路上構造物に反射すると、対象でない車載器と誤通信してしまう場合があった。具体的には、対応する通信領域を含む走行レーン以外を走行する車両の車載器から発信された電波が路上構造物で反射され、最終的に対応する通信領域を含む走行レーンで反射した電波が当該路側アンテナに入射してしまう場合がある。この場合、路側機側では方向検出器により電波の到来方向を検知することにより、対応する通信領域を含む走行レーンからの電波かどうかを判断しているため、最終的に対応する通信領域を含む走行レーンで反射した電波を、対応する通信領域を含む走行レーンを走行する車載器から発信された電波であると誤検知してしまう。
このような問題を解消するために、特許文献2の技術を利用して様々な路上構造物に対して電波吸収パネルを設置することも考えられるが、対象となる路上構造物の全てに対して電波吸収パネルを設置するためには膨大なコストがかかり現実的ではない。
However, in the technique of Patent Document 1, other than the traveling lane including the communication area with the roadside antenna, for example, the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device of the vehicle traveling in the adjacent traveling lane as described above, the ceiling or side wall of the traveling lane When reflected on a road structure such as, there is a case where erroneous communication with an in-vehicle device that is not a target may occur. Specifically, the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device of the vehicle traveling other than the travel lane including the corresponding communication area is reflected by the road structure, and finally the radio wave reflected by the travel lane including the corresponding communication area is reflected. In some cases, the light enters the roadside antenna. In this case, the roadside machine side detects the arrival direction of the radio wave by the direction detector to determine whether the radio wave is coming from the traveling lane including the corresponding communication area. The radio wave reflected by the travel lane is erroneously detected as the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device that travels in the travel lane including the corresponding communication area.
In order to solve such a problem, it is conceivable to install a radio wave absorption panel for various road structures using the technique of Patent Document 2, but for all target road structures. Installation of a radio wave absorption panel is expensive and enormous.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、対応する路側アンテナの通信領域を含む走行レーンを走行している車両を検出する際に、当該通信領域を含む走行レーン以外に位置する車載器が搭載された車両を当該アンテナで誤検出してしまうことを抑制することができる車両検出装置、車線制御システム、車両検出方法、及びプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to detect a vehicle traveling in a traveling lane including a communication area of a corresponding roadside antenna and including the communication area. Another object of the present invention is to provide a vehicle detection device, a lane control system, a vehicle detection method, and a program capable of suppressing erroneous detection of a vehicle equipped with an on-vehicle device located in a location other than the antenna.

上記問題を解決するために、本発明に係る車両検出装置の一態様は、複数の走行レーンのうち対象走行レーンと対応して設けられ、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、前記複数の走行レーンの中から前記対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出装置であって、前記車載器から受信した電波の到来方向を検出する方向検出部で検出された電波の到来方向に基づいて、前記方向検出部で検出された電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算部と、前記位置演算部により求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出部と、前記移動方向検出部で検出された前記移動方向に基づいて、電波を発信した車両が前記対象走行レーンを走行する車両であるか否かを判定する走行レーン判定部とを備える。   In order to solve the above problem, one aspect of the vehicle detection device according to the present invention is based on radio waves transmitted from an in-vehicle device provided in association with a target travel lane among a plurality of travel lanes. A vehicle detection device for detecting a vehicle traveling in the target travel lane from the plurality of travel lanes, wherein the radio wave detected by the direction detection unit that detects the arrival direction of the radio wave received from the vehicle-mounted device. Based on the direction of arrival, assuming that the radio wave detected by the direction detection unit is transmitted from the target travel lane, a position calculation unit that calculates an estimated transmission position on the target travel lane and a position calculation unit A movement direction detection unit that detects a movement direction of the estimated transmission position based on the plurality of estimated transmission positions, and a radio wave based on the movement direction detected by the movement direction detection unit. Calling the vehicle and a lane determining unit determines whether the vehicle traveling the target lane.

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記走行レーン判定部は、前記移動方向検出部によって検出された前記移動方向が、前記対象走行レーンにおける進行方向に沿っている方向である場合、前記対象走行レーンを走行していると判定する。   Further, according to one aspect of the present invention, in the invention described above, the travel lane determination unit is configured such that the travel direction detected by the travel direction detection unit is in a direction along the traveling direction in the target travel lane. If there is, it is determined that the vehicle is traveling in the target travel lane.

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、上記車両検出装置は、前記複数の走行レーンのうちのいずれか一つの前記対象走行レーンに対応して設けられており、前記位置演算部で求められた位置が、前記対象走行レーン上の定められた範囲内であるか否かを判定する位置判定部をさらに備え、前記移動方向検出部は、前記位置判定部で定められた範囲内であることが判定された前記推定発信位置に基づいて前記推定発信位置の移動方向を検出する。   According to another aspect of the present invention, in the above-described invention, the vehicle detection device is provided corresponding to any one of the target travel lanes among the plurality of travel lanes, and the position calculation is performed. A position determination unit that determines whether the position obtained by the unit is within a predetermined range on the target travel lane, and the movement direction detection unit is a range determined by the position determination unit The movement direction of the estimated transmission position is detected based on the estimated transmission position determined to be within.

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記車両検出装置は、前記走行レーン判定部によって前記対象走行レーンを走行していないと判定された前記車両に搭載された前記車載器との通信を制限する通信制御部をさらに備える。   Further, according to one aspect of the present invention, in the above-described invention, the vehicle detection device is mounted on the vehicle on which the vehicle lane determination unit determines that the vehicle is not traveling on the target travel lane. A communication control unit that restricts communication with the communication device.

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記移動方向検出部は、前記位置演算部により求められた複数の前記推定発信位置のうち少なくとも3つ以上の位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する。   Further, according to one aspect of the present invention, in the invention described above, the movement direction detection unit is based on at least three or more positions among the plurality of estimated transmission positions obtained by the position calculation unit. The moving direction of the estimated transmission position is detected.

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、複数の走行レーンのうち対象走行レーンと対応して設けられ、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、前記複数の走行レーンの中から前記対象走行レーンを走行する前記車両を検出する車両検出装置であって、前記車載器から受信した電波の到来方向を検出する方向検出部で検出された電波の到来方向に基づいて、前記方向検出部で検出された電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算部と、前記位置演算部により求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出部と、を備える。   Further, according to one aspect of the present invention, in the above-described invention, the plurality of traveling lanes are provided corresponding to the target traveling lane, and the plurality of traveling lanes are based on radio waves transmitted from an in-vehicle device mounted on the vehicle. A vehicle detection device for detecting the vehicle traveling in the target travel lane from the travel lanes, wherein the direction detection unit detects a direction of arrival of radio waves received from the vehicle-mounted device. Based on the assumption that the radio waves detected by the direction detection unit are transmitted from the target travel lane, a position calculation unit for obtaining an estimated transmission position on the target travel lane, and a plurality of the position calculation units determined by the position calculation unit A movement direction detection unit that detects a movement direction of the estimated transmission position based on the estimated transmission position.

上記問題を解決するために、本発明に係る車線制御システムの一態様は、上述のうちいずれかの車両検出装置と、前記車両検出装置と通信可能に接続され、前記走行レーン判定部によって前記対象走行レーンを走行していると判定された前記車載器から発信された電波に含まれる情報に基づき、所定の情報処理を実行する車線制御装置と、を備える。   In order to solve the above-described problem, an aspect of the lane control system according to the present invention is connected to any one of the vehicle detection devices described above and the vehicle detection device so as to be communicable with each other, and A lane control device that executes predetermined information processing based on information included in radio waves transmitted from the vehicle-mounted device that is determined to be traveling in a traveling lane.

上記問題を解決するために、本発明に係る車両検出方法の一態様は、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、複数の走行レーンの中から対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出方法であって、前記車載器から受信した電波の到来方向に基づいて、前記電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算ステップと、前記位置演算ステップにより求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出ステップと、前記移動方向検出ステップにより検出された前記移動方向に基づいて、電波を発信した車両が前記対象走行レーンを走行する車両であるか否かを判定する走行レーン判定ステップとを備える。
を備える。
In order to solve the above problem, one aspect of the vehicle detection method according to the present invention is a vehicle that travels in a target travel lane from among a plurality of travel lanes based on radio waves transmitted from an in-vehicle device mounted on the vehicle. A vehicle detection method for detecting an estimated transmission position on the target travel lane based on the direction of arrival of the radio wave received from the vehicle-mounted device, assuming that the radio wave is transmitted from the target travel lane A position calculating step; a moving direction detecting step for detecting a moving direction of the estimated transmitting position based on the plurality of estimated transmitting positions determined in the position calculating step; and the movement detected by the moving direction detecting step. And a travel lane determination step for determining whether the vehicle that has transmitted the radio wave is a vehicle that travels in the target travel lane based on the direction.
Is provided.

上記問題を解決するために、本発明に係るプログラムの一態様は、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、複数の走行レーンのうち対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出装置を動作させるコンピュータを、前記車載器から受信した電波の到来方向を検出する方向検出部で検出された電波の到来方向に基づいて、前記方向検出部で検出された電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算手段、前記位置演算手段により求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出手段、前記移動方向検出手段で検出された前記移動方向に基づいて、電波を発信した車両が前記対象走行レーンを走行する車両であるか否かを判定する走行レーン判定手段として機能させることを特徴とするプログラムである。   In order to solve the above problem, one aspect of a program according to the present invention detects a vehicle traveling in a target traveling lane among a plurality of traveling lanes based on radio waves transmitted from an onboard device mounted on the vehicle. Based on the arrival direction of the radio wave detected by the direction detection unit that detects the arrival direction of the radio wave received from the vehicle-mounted device, the computer that operates the vehicle detection device detects the radio wave detected by the direction detection unit as the target travel. Based on the plurality of estimated transmission positions obtained by the position calculation means for obtaining the estimated transmission position on the target travel lane, and the estimated transmission positions obtained by the position calculation means, A moving direction detecting means for detecting, a vehicle in which a vehicle that has transmitted a radio wave travels in the target traveling lane based on the moving direction detected by the moving direction detecting means. Is a program for causing to function as the driving lane determination means for determining whether a.

この発明によれば、対応する路側アンテナの通信領域を含む走行レーンを走行している車両を検出する際に、当該通信領域を含む走行レーン以外に位置する車載器が搭載された車両を、当該アンテナで誤検出してしまうことを抑制することができる。   According to this invention, when detecting a vehicle traveling in a traveling lane including the communication area of the corresponding roadside antenna, the vehicle equipped with the vehicle-mounted device located outside the traveling lane including the communication area is It is possible to suppress erroneous detection by the antenna.

本発明の一実施形態に係る車両検出装置が利用可能な車線制御システムの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the lane control system which can use the vehicle detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る車両検出装置が利用可能な車線制御システムの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the lane control system which can use the vehicle detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る車両検出装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the vehicle detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 水平角度θと垂直角度θと推定発信位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between horizontal angle (theta) H , vertical angle (theta) V, and an estimated transmission position. 本発明の一実施形態に係る車両検出方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the vehicle detection method which concerns on one Embodiment of this invention. AOAアンテナが備えるアンテナ素子の配置の一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of arrangement | positioning of the antenna element with which an AOA antenna is provided. AOAアンテナの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an AOA antenna. 水平角度θと垂直角度θについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating horizontal angle (theta) H and vertical angle (theta) V. 推定発信位置の移動経路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the movement path | route of an estimated transmission position. 推定発信位置の移動経路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the movement path | route of an estimated transmission position.

以下、本発明の一実施形態に係る車両検出装置が利用可能な車線制御システムの一例について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る車両検出装置が利用可能な車線制御システムの一例を示す概略図である。
図1に示すように、料金所では、複数の走行レーン101,102,103…が並んで設けられている。図示の例において、走行レーン101,102,103は料金徴収の対象となる走行レーンであって、料金徴収は、走行レーンごとに行われる。つまり、各走行レーン101,102,103を走行する車両の車載器は、走行レーンごとに設けられたAOAアンテナ及び路側アンテナと通信することにより、料金が徴収される。図示の例では、走行レーン101に対応するAOAアンテナ104及び路側アンテナ105と、走行レーン102に対応するAOAアンテナ1042及び路側アンテナ1052とが、ガントリ110に設けられている。この走行レーン101を車両201が走行しており、走行レーン102を車両202が走行しており、走行レーン103を車両203が走行している。なお、各車両201,202,203には、車載器301,302,303がそれぞれ搭載されている。
Hereinafter, an example of a lane control system in which a vehicle detection device according to an embodiment of the present invention can be used will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a lane control system in which a vehicle detection device according to an embodiment of the present invention can be used.
As shown in FIG. 1, a plurality of travel lanes 101, 102, 103,... In the illustrated example, the traveling lanes 101, 102, and 103 are traveling lanes that are subject to fee collection, and the fee collection is performed for each traveling lane. That is, the vehicle-mounted device of the vehicle traveling in each of the traveling lanes 101, 102, and 103 collects a fee by communicating with the AOA antenna and the roadside antenna provided for each traveling lane. In the illustrated example, the gantry 110 includes an AOA antenna 104 and a roadside antenna 105 corresponding to the travel lane 101, and an AOA antenna 1042 and a roadside antenna 1052 corresponding to the travel lane 102. A vehicle 201 is traveling on the traveling lane 101, a vehicle 202 is traveling on the traveling lane 102, and a vehicle 203 is traveling on the traveling lane 103. The vehicles 201, 202, and 203 are equipped with vehicle-mounted devices 301, 302, and 303, respectively.

本実施形態において、路側機は、ガントリ110と、AOAアンテナ104と、路側アンテナ105と、車両検出装置106(図2参照)と、中継装置107(図2参照)とを含む。本実施形態において、路側機は、走行レーンに対応して設けられており、ガントリ110と、AOAアンテナ104と、路側アンテナ105と、車両検出装置106(図2参照)と、中継装置107(図2参照)とは、走行レーン101と対応する路側機の構成である。なお、走行レーン102にも、全ての構成の図示は省略するが、ガントリ110に搭載されたAOAアンテナ1042と路側アンテナ1052と車両検出装置と中継装置とを含む路側機が設けられている。なお、ガントリ110は、走行レーン101,102の路側機が共有する構成である。
図示の例では、ガントリ110が走行レーン101,102を跨ぐように設けられており、このガントリ110には、AOA(Angle Of Arrival)アンテナ104,1042(方向検出部)と、路側アンテナ105,1052とが取り付けられている。また、AOAアンテナ104と路側アンテナ105は、走行レーン101と対応して、当該走行レーン101の上方の幅方向中央部に設置されており、AOAアンテナ1042と路側アンテナ1052は、走行レーン102と対応して、当該走行レーン102の上方の幅方向中央部に設置されている。
また、図1の例では、AOAアンテナ104又は路側アンテナ105がガントリ110に設けられる際に収容される設置箱の中に、車両検出装置106(図2参照)と中継装置107(図2参照)が搭載されている。この車両検出装置106は、AOAアンテナ104及び路側アンテナ105と電気的に接続されており、AOAアンテナ104及び路側アンテナ105が受信した電波に基づく出力信号を、AOAアンテナ104及び路側アンテナ105から入力する。この中継装置107は、車両検出装置106と接続されている。
In this embodiment, the roadside machine includes a gantry 110, an AOA antenna 104, a roadside antenna 105, a vehicle detection device 106 (see FIG. 2), and a relay device 107 (see FIG. 2). In this embodiment, the roadside machine is provided corresponding to the traveling lane, and includes a gantry 110, an AOA antenna 104, a roadside antenna 105, a vehicle detection device 106 (see FIG. 2), and a relay device 107 (see FIG. 2) is the configuration of the roadside machine corresponding to the traveling lane 101. Note that the traveling lane 102 is also provided with a roadside machine including an AOA antenna 1042, a roadside antenna 1052, a vehicle detection device, and a relay device mounted on the gantry 110, although illustration of all components is omitted. The gantry 110 is configured to be shared by the roadside devices in the travel lanes 101 and 102.
In the illustrated example, a gantry 110 is provided so as to straddle the traveling lanes 101 and 102, and the gantry 110 includes an AOA (Angle Of Arrival) antennas 104 and 1042 (direction detection unit) and roadside antennas 105 and 1052. And are attached. Further, the AOA antenna 104 and the roadside antenna 105 are installed in the center in the width direction above the travel lane 101 corresponding to the travel lane 101, and the AOA antenna 1042 and the roadside antenna 1052 correspond to the travel lane 102. Thus, it is installed at the center in the width direction above the traveling lane 102.
In the example of FIG. 1, a vehicle detection device 106 (see FIG. 2) and a relay device 107 (see FIG. 2) are installed in an installation box that is accommodated when the AOA antenna 104 or the roadside antenna 105 is installed in the gantry 110. Is installed. The vehicle detection device 106 is electrically connected to the AOA antenna 104 and the roadside antenna 105, and inputs an output signal based on the radio waves received by the AOA antenna 104 and the roadside antenna 105 from the AOA antenna 104 and the roadside antenna 105. . The relay device 107 is connected to the vehicle detection device 106.

なお、中継装置107を介して車両検出装置106と通信を行う車線制御装置108(図2参照)が、通信塔(図示せず)に設けられている。さらに、車線制御装置108(図2参照)は、複数の車線制御装置と接続され、複数の車線制御装置からの情報に基づき、路側アンテナ105との通信領域を含む走行レーンを走行する車両の車載器との間で、課金処理等の情報処理が可能な中央処理装置109と接続されている。   A lane control device 108 (see FIG. 2) that communicates with the vehicle detection device 106 via the relay device 107 is provided in a communication tower (not shown). Furthermore, the lane control device 108 (see FIG. 2) is connected to a plurality of lane control devices, and based on information from the plurality of lane control devices, an on-vehicle vehicle that travels in a travel lane including a communication area with the roadside antenna 105 is mounted. A central processing unit 109 capable of information processing such as billing processing is connected to the device.

走行レーン101には、車両検出装置106と車載器301等との通信の確立が許可される領域(以下、通信領域という)が予め決められている。言い換えると、通信領域の外縁は、車両検出装置106と車載器301等との通信の確立を制限する境界線である。よって、車両検出装置106は、通信領域よりも外側の領域に存在する車載器から電波を受信したとしても、当該車載器との通信の確立を制限する。図示の例において、通信領域は、対応付けられた走行レーン101上であって、且つ、路側アンテナ105の真下から走行レーンの進行方向と逆方向に4mの範囲内である。   In the travel lane 101, an area (hereinafter referred to as a communication area) in which establishment of communication between the vehicle detection device 106 and the vehicle-mounted device 301 is permitted is determined in advance. In other words, the outer edge of the communication area is a boundary line that restricts establishment of communication between the vehicle detection device 106 and the vehicle-mounted device 301 or the like. Therefore, even if the vehicle detection apparatus 106 receives a radio wave from the vehicle-mounted device existing in a region outside the communication region, the vehicle detection device 106 restricts establishment of communication with the vehicle-mounted device. In the illustrated example, the communication area is on the associated traveling lane 101 and within a range of 4 m from directly below the roadside antenna 105 in the direction opposite to the traveling lane.

図1の例では、通信領域に、車両201(車載器301)が位置するように示されている。よって、図2に示す状態で、車両検出装置106は、路側アンテナ105を介して、車両201に搭載された車載器301と通信を確立することが可能であり、車線制御装置108(又は中央処理装置109)は、通信を確立した車載器301に対して課金処理を実行することができる。   In the example of FIG. 1, the vehicle 201 (the vehicle-mounted device 301) is shown to be located in the communication area. Therefore, in the state shown in FIG. 2, the vehicle detection device 106 can establish communication with the vehicle-mounted device 301 mounted on the vehicle 201 via the roadside antenna 105, and the lane control device 108 (or the central processing unit). The device 109) can execute a charging process for the vehicle-mounted device 301 that has established communication.

一方、車両202は、走行レーン102において車両201の後方を走行している。しかしながら、この状態において、図示の通り、車載器302から発信された電波が例えば通信領域内に位置する車両201に反射した後、AOAアンテナ104に入射したとする。この場合、車両検出装置106は、AOAアンテナ104が検出した電波の到来方向に基づき車載器の位置を求めるため、車載器302から発信された電波が、車両201で反射された電波の反射位置(つまり、車両201が走行している位置)から発信されたものとして検出する。よって、車両201が電波を反射した反射位置を、車載器302が電波を発信した位置であるとして誤検出される虞がある。この場合、走行レーン101を走行していない車両202の車載器302が、走行レーン101の路側アンテナ105との間で通信を確立してしまうという問題が生じ得る。この場合、車載器302は、走行レーン102に設けられた路側アンテナ1052との間でも通信を確立してしまうため、料金が重複して課金される虞がある。   On the other hand, the vehicle 202 travels behind the vehicle 201 in the travel lane 102. However, in this state, as shown in the figure, it is assumed that a radio wave transmitted from the vehicle-mounted device 302 is incident on the AOA antenna 104 after being reflected by, for example, the vehicle 201 located in the communication area. In this case, since the vehicle detection device 106 obtains the position of the vehicle-mounted device based on the arrival direction of the radio wave detected by the AOA antenna 104, the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device 302 reflects the reflected position of the radio wave reflected by the vehicle 201 ( That is, it is detected as being transmitted from the position where the vehicle 201 is traveling. Therefore, there is a possibility that the reflection position where the vehicle 201 reflects the radio wave is erroneously detected as the position where the vehicle-mounted device 302 transmits the radio wave. In this case, there may arise a problem that the vehicle-mounted device 302 of the vehicle 202 that is not traveling in the traveling lane 101 establishes communication with the roadside antenna 105 of the traveling lane 101. In this case, since the vehicle-mounted device 302 establishes communication with the roadside antenna 1052 provided in the traveling lane 102, there is a possibility that charges will be charged twice.

また、車両203は、路側アンテナ105,1052が設置されていない隣のレーンである走行レーン103を走行しており、本来、車両検出装置106との通信対象ではない車両である。しかしながら、この状態において、図示の通り、車載器303から発信された電波が車両202に反射した後、AOAアンテナ1042に入射したとする。この場合、走行レーン102に対応する車両検出装置(図示せず)は、AOAアンテナ1042が検出した電波の到来方向に基づき車載器の位置を求めるため、車載器303から発信された電波が、車両202で反射された電波の反射位置(つまり、車両202が走行している位置)から発信されたものとして検出する。よって、車両202が電波を反射した反射位置を、車載器303が電波を発信した位置であるとして誤検出される虞がある。この場合、走行レーン102を走行していない車両203の車載器303が、走行レーン102の路側アンテナ1052との間で通信を確立してしまうという問題が生じ得る。   In addition, the vehicle 203 is traveling in the traveling lane 103 that is an adjacent lane in which the roadside antennas 105 and 1052 are not installed, and is originally a vehicle that is not a communication target with the vehicle detection device 106. However, in this state, it is assumed that the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device 303 is reflected on the vehicle 202 and then enters the AOA antenna 1042 as illustrated. In this case, since the vehicle detection device (not shown) corresponding to the traveling lane 102 determines the position of the vehicle-mounted device based on the arrival direction of the radio wave detected by the AOA antenna 1042, the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device 303 is It is detected as being transmitted from the reflection position of the radio wave reflected by 202 (that is, the position where the vehicle 202 is traveling). Therefore, there is a possibility that the reflection position where the vehicle 202 reflects the radio wave is erroneously detected as the position where the vehicle-mounted device 303 transmits the radio wave. In this case, there may arise a problem that the vehicle-mounted device 303 of the vehicle 203 not traveling in the travel lane 102 establishes communication with the roadside antenna 1052 of the travel lane 102.

さらに、車載器302,303から出射された電波が走行レーン101,102,103の天井や路面又は路側壁面等に反射して、走行レーン101の通信領域内の路面で反射した後、AOAアンテナ104に入射する場合もある。このような場合、車両検出装置106は、AOAアンテナ104が検出した電波の到来方向に基づき車載器の位置を求めるため、車載器302,303から発信された電波が、走行レーン101の路面で反射された電波の反射位置(つまり、走行レーン101の通信領域内の位置)から発信されたものとして検出する。よって、走行レーン101の通信領域内の路面が電波を反射した反射位置を、車載器302,303が電波を発信した位置であるとして誤検出される虞がある。この場合、走行レーン101を走行していない車両202,203の車載器302,303が、走行レーン101の路側アンテナ105との間で通信を確立してしまうという問題が生じ得る。   Further, after the radio waves emitted from the vehicle-mounted devices 302 and 303 are reflected on the ceiling, road surface or road side wall surface of the traveling lanes 101, 102, and 103, and reflected on the road surface in the communication area of the traveling lane 101, the AOA antenna 104. In some cases. In such a case, since the vehicle detection device 106 obtains the position of the vehicle-mounted device based on the arrival direction of the radio wave detected by the AOA antenna 104, the radio wave transmitted from the vehicle-mounted devices 302 and 303 is reflected on the road surface of the traveling lane 101. It is detected that the radio wave is transmitted from the reflected position of the radio wave (that is, the position in the communication area of the traveling lane 101). Therefore, there is a possibility that the reflection position where the road surface in the communication area of the traveling lane 101 reflects the radio wave is erroneously detected as the position where the vehicle-mounted devices 302 and 303 transmit the radio wave. In this case, there may arise a problem that the vehicle-mounted devices 302 and 303 of the vehicles 202 and 203 that are not traveling in the traveling lane 101 establish communication with the roadside antenna 105 of the traveling lane 101.

本発明に係る車両検出装置は、上記問題を解決する一の態様として、以下の構成を備える。
図2は、本実施形態に係る車線制御システムの構成例を示す概略図である。
図示の通り、本実施形態に係る車線制御システムは、AOAアンテナ104と、路側アンテナ105と、車両検出装置106と、中継装置107と、車線制御装置108と、中央処理装置109と、を備える。なお、これらの構成は、走行レーン101に対応するものであって、車線制御システムは、他の走行レーン102に対応するAOAアンテナ1042と、路側アンテナ1052と、車両検出装置と、中継装置と、車線制御装置とを備えるものであってもよい。また、車両検出装置106、中継装置107、及び車線制御装置108は、走行レーン101,102の両方に対応する兼用構成であってもよい。
The vehicle detection apparatus according to the present invention has the following configuration as one aspect for solving the above problem.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the lane control system according to the present embodiment.
As illustrated, the lane control system according to the present embodiment includes an AOA antenna 104, a roadside antenna 105, a vehicle detection device 106, a relay device 107, a lane control device 108, and a central processing unit 109. These configurations correspond to the travel lane 101, and the lane control system includes an AOA antenna 1042, a roadside antenna 1052, a vehicle detection device, a relay device, and the like corresponding to the other travel lanes 102. A lane control device may be provided. Further, the vehicle detection device 106, the relay device 107, and the lane control device 108 may have a combined configuration corresponding to both the travel lanes 101 and 102.

この車両検出装置106は、例えば、車両が走行する複数の走行レーンのうち対象走行レーンと対応して設けられ、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて走行レーンを走行する車両を検出する。本実施形態において、車両検出装置106は、複数の走行レーンをうち路面上に路側アンテナ105との通信領域が決められている一の対象走行レーンである走行レーン101を走行する車両を検知する例について説明するが、本発明はこれに限られない。例えば、車両検出装置106が、複数の走行レーン101,102に対応付けられており、この複数の走行レーン101又は走行レーン102を走行する車両を検出するものであってもよい。   For example, the vehicle detection device 106 is provided corresponding to the target travel lane among a plurality of travel lanes on which the vehicle travels, and travels in the travel lane based on radio waves transmitted from the vehicle-mounted device mounted on the vehicle. Is detected. In the present embodiment, the vehicle detection device 106 detects a vehicle traveling on the traveling lane 101 that is one target traveling lane in which a communication area with the roadside antenna 105 is determined on the road surface among the plurality of traveling lanes. However, the present invention is not limited to this. For example, the vehicle detection device 106 may be associated with the plurality of travel lanes 101 and 102 and detect the plurality of travel lanes 101 or vehicles traveling on the travel lane 102.

AOAアンテナ104は、受信した電波の到来方向を検出する方向検出部である。本実施形態において、AOAアンテナ104は、車載器から受信した電波の位相差に基づき、車載器から発信された電波が受光面に入射する角度(以下、電波到来角度という)を算出する。本実施形態において、AOAアンテナ104は、水平面上の電波到来角度である水平角度θと、垂直面上の電波到来角度である垂直角度θとを、算出する。AOAアンテナ104は、受信する電波の到来方向を示す情報として算出した水平角度θと垂直角度θとを示す情報(以下、電波到来角度情報という)を、車両検出装置106に出力する。
このAOAアンテナ104は、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行うためのものであり、且つ、車載器の推定発信位置を検出のために電波到来角度の測定を行うことができるように複数のアンテナ素子からなるものである。かかるAOAアンテナ104としては、例えばマイクロストリップアンテナ素子をアレイ状に配した構成のマイクロストリップアレイアンテナなどを用いることができる。このマイクロストリップアレイアンテナは各アレイアンテナ素子に入射される電波信号の振幅と位相を操作することにより、比較的容易に任意の指向性を形成することが可能なものである。
The AOA antenna 104 is a direction detection unit that detects the arrival direction of received radio waves. In the present embodiment, the AOA antenna 104 calculates an angle (hereinafter referred to as a radio wave arrival angle) at which a radio wave transmitted from the vehicle-mounted device is incident on the light receiving surface based on a phase difference between the radio waves received from the vehicle-mounted device. In the present embodiment, the AOA antenna 104 calculates a horizontal angle θ H that is a radio wave arrival angle on a horizontal plane and a vertical angle θ V that is a radio wave arrival angle on a vertical plane. The AOA antenna 104 outputs information indicating the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V calculated as information indicating the arrival direction of the received radio wave (hereinafter referred to as radio wave arrival angle information) to the vehicle detection device 106.
The AOA antenna 104 is for performing wireless communication with an on-vehicle device mounted on a vehicle, and can measure a radio wave arrival angle in order to detect an estimated transmission position of the on-vehicle device. Thus, it consists of a plurality of antenna elements. As the AOA antenna 104, for example, a microstrip array antenna having a configuration in which microstrip antenna elements are arranged in an array can be used. This microstrip array antenna can form an arbitrary directivity relatively easily by manipulating the amplitude and phase of a radio wave signal incident on each array antenna element.

路側アンテナ105は、車載器とDSRC(Dedicated Short Range Communications)通信を実施し、車載器から送信される電波信号に基づき、車載器IDや車種情報等を含む車載器データを取得し、車両検出装置106に出力する。この車載器IDとは、各車載器を識別するための識別情報である。車種情報とは、車両の種類(小型車、中型車、大型車・・・等)や、料金割引対象の有無を示す情報等を含む。   The roadside antenna 105 performs DSRC (Dedicated Short Range Communications) communication with the vehicle-mounted device, acquires vehicle-mounted device data including vehicle-mounted device ID, vehicle type information, and the like based on a radio signal transmitted from the vehicle-mounted device. It outputs to 106. This onboard equipment ID is identification information for identifying each onboard equipment. The vehicle type information includes the type of vehicle (small car, medium-sized car, large car, etc.), information indicating whether or not there is a charge discount target, and the like.

車両検出装置106は、路側アンテナ105から料金収受のため送信データを含む電波を発信し、路側アンテナ105で受信する車載器からの電波を検波(復調)して同電波に含まれる料金収受のための車載器データ(車載器ID、車種情報等)を取得する。また、車両検出装置106は、対象走行レーン上の車両を検出する車両検出処理を実行する。この車両検出処理の詳細については、図3を参照して後述する。   The vehicle detection device 106 transmits radio waves including transmission data from the roadside antenna 105 for toll collection, detects (demodulates) radio waves from the vehicle-mounted device received by the roadside antenna 105, and collects tolls included in the radio waves. Vehicle-mounted device data (vehicle-mounted device ID, vehicle type information, etc.) is acquired. Further, the vehicle detection device 106 executes a vehicle detection process for detecting a vehicle on the target travel lane. Details of the vehicle detection process will be described later with reference to FIG.

中継装置107は、車両検出装置106と車線制御装置108との間の通信処理を実行し、例えば、光通信により車両検出装置106と車線制御装置108とを接続する。   The relay device 107 performs communication processing between the vehicle detection device 106 and the lane control device 108, and connects the vehicle detection device 106 and the lane control device 108 by optical communication, for example.

車線制御装置108は、中継装置107を介して、車両検出装置106からの情報を受信するとともに、通信が確立された車載器から受信した車載器データに基づき、料金徴収のための処理、例えば、通行料金の課金処理を実行する。
また、車線制御装置108は、課金処理等を実行した車載器の車載器IDに、課金処理を実行したことを示す情報や、車載器データ、車両検出装置106によって検出された推定発信位置を示す位置情報と、水平角度θと垂直角度θを示す情報と、電波の到来時刻を示す情報とを対応付けて、自身の記憶部に格納する。
さらに、車線制御装置108は、通信領域を示す電波到来角度の閾値を設定し、設定した電波到来角度の閾値情報を車両検出装置106に送信する。この車線制御装置108は、例えば、AOAアンテナ104が設置されている路面からの高さ、車載器の平均的な高さ、該当走行レーンの幅やアイランドの幅等を示す情報を入力し、通信領域を示す電波到来角度の閾値を算出し、設定することができる。なお、車載器の高さは、後述の通り、路側アンテナ105から受信する車種情報に基づき、車種ごとに予め決められた平均的な高さが用いられるものであってもよい。
なお、本実施形態において、課金処理は車線制御装置108によって実行される例について説明するが、本発明はこれに限られず、複数の車線制御装置と接続され、複数の車線制御装置を統括的に制御する中央処理装置109によって実行されるものであってもよい。
The lane control device 108 receives information from the vehicle detection device 106 via the relay device 107, and also performs processing for toll collection based on the OBE data received from the OBE with which communication has been established, for example, Execute toll charge processing.
Further, the lane control device 108 indicates information indicating that the charging process has been executed, on-vehicle device data, and the estimated transmission position detected by the vehicle detection device 106 to the on-vehicle device ID of the on-vehicle device that has executed the charging process or the like. The positional information, the information indicating the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V, and the information indicating the arrival time of the radio wave are associated with each other and stored in its own storage unit.
Further, the lane control device 108 sets a threshold value of the radio wave arrival angle indicating the communication area, and transmits the set threshold value information of the radio wave arrival angle to the vehicle detection device 106. The lane control device 108 inputs, for example, information indicating the height from the road surface on which the AOA antenna 104 is installed, the average height of the vehicle-mounted device, the width of the corresponding lane, the width of the island, and the like. The threshold value of the radio wave arrival angle indicating the area can be calculated and set. The height of the vehicle-mounted device may be an average height predetermined for each vehicle type based on the vehicle type information received from the roadside antenna 105, as will be described later.
In this embodiment, an example in which the billing process is executed by the lane control device 108 will be described. However, the present invention is not limited to this, and the lane control device is connected to a plurality of lane control devices, and the plurality of lane control devices are integrated. It may be executed by the controlling central processing unit 109.

次に、図3を参照して、車両検出装置106の構成例について説明する。図3は、本実施形態に係る車両検出装置106の構成例を示すブロック図である。
図3に示す通り、車両検出装置106は、紐付け部160と、位置演算部161と、位置判定部162と、移動方向検出部163と、走行レーン判定部164と、通信制御部165と、記憶部166と、受信データ解析部167と、を備え、車両検出処理を実行する。
紐付け部160は、AOAアンテナ104に電波が入射した時刻を示す時刻情報と、路側アンテナ105に電波が入射した時刻を示す時刻情報に基づき、同一電波に基づく電波到来角度情報と車載器データとを対応付けて、記憶部166に格納する。なお、電波が入射した時刻は、AOAアンテナ104や路側アンテナ105に設けられる計時部によって計時されるものであってもよい。また、紐付け部160は、電波到来角度情報と車載器データが車両検出装置106に入力する時間が誤差範囲内である場合に、同一電波に基づく電波到来角度情報及び車載器データであると判定するものであってもよい。また、車載器から送信される電波には、車載器データとして、出射された順番を示すシーケンシャル番号が含まれている。よって、紐付け部160は、シーケンシャル番号ごと、路側アンテナ105から入力する車載器データを識別することができる。
Next, a configuration example of the vehicle detection device 106 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the vehicle detection device 106 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the vehicle detection device 106 includes a linking unit 160, a position calculation unit 161, a position determination unit 162, a moving direction detection unit 163, a travel lane determination unit 164, a communication control unit 165, A storage unit 166 and a reception data analysis unit 167 are provided, and vehicle detection processing is executed.
Based on the time information indicating the time when the radio wave is incident on the AOA antenna 104 and the time information indicating the time when the radio wave is incident on the roadside antenna 105, the associating unit 160 includes the radio wave arrival angle information based on the same radio wave and the vehicle-mounted device data. Are stored in the storage unit 166 in association with each other. Note that the time at which the radio wave is incident may be timed by a timekeeping unit provided in the AOA antenna 104 or the roadside antenna 105. Further, when the time when the radio wave arrival angle information and the vehicle-mounted device data are input to the vehicle detection device 106 is within the error range, the associating unit 160 determines that the radio wave arrival angle information and the vehicle-mounted device data are based on the same radio wave. You may do. In addition, the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device includes a sequential number indicating the order of emission as the vehicle-mounted device data. Therefore, the associating unit 160 can identify the vehicle-mounted device data input from the roadside antenna 105 for each sequential number.

位置演算部161は、AOAアンテナ104によって検出された電波の到来方向に基づいて、AOAアンテナ104で検出された電波が対応する走行レーン101上から発信させられたものとして、対応する走行レーン101上の推定発信位置を求める。本実施形態において、位置演算部161は、AOAアンテナ104から出力される電波到来角度情報に基づき、推定発信位置を求め、求めた推定発信位置を示す位置情報を、位置判定部162及び移動方向検出部163に出力する。   The position calculation unit 161 assumes that the radio wave detected by the AOA antenna 104 is transmitted from the corresponding travel lane 101 on the corresponding travel lane 101 based on the arrival direction of the radio wave detected by the AOA antenna 104. The estimated transmission position is obtained. In the present embodiment, the position calculation unit 161 obtains an estimated transmission position based on the radio wave arrival angle information output from the AOA antenna 104, and uses the position determination unit 162 and the moving direction detection as position information indicating the obtained estimated transmission position. To the unit 163.

ここで、図4を参照して、本実施形態に係る水平角度θと垂直角度θとの一例について説明する。図4は、水平角度θと垂直角度θと推定発信位置との関係を示す図である。
図4に示す通り、AOAアンテナ104は、基準位置に位置されており、図示の例では、AOAアンテナ104の位置が、XYZ座標系の原点(基準位置)と決められている。このXYZ座標系では、走行レーンの進行方向と平行な方向に沿い、基準位置から進行方向と逆方向を正としてX軸が設定されている。また、走行レーンの進行方向と直交する方向にY軸が設定されている。また、鉛直方向に沿い、基準位置から下向きを正としてZ軸が設定されている。本実施形態で、垂直角度θは、Z軸を基準線として鉛直面内で進行方向と逆方向に向かう向きを正とした角度に設定されている。また、本実施形態で、水平角度θは、X軸を基準線として水平面内で通信領域を含む走行レーンの幅方向の一方側に向かう向きを正とした角度に設定されている。
Here, an example of the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Figure 4 is a diagram showing a relationship between an estimated transmission source location and the horizontal angle theta H and a vertical angle theta V.
As shown in FIG. 4, the AOA antenna 104 is located at the reference position. In the example shown in the figure, the position of the AOA antenna 104 is determined as the origin (reference position) of the XYZ coordinate system. In the XYZ coordinate system, the X axis is set along the direction parallel to the traveling direction of the traveling lane, with the direction opposite to the traveling direction from the reference position being positive. The Y axis is set in a direction orthogonal to the traveling direction of the traveling lane. Further, the Z axis is set along the vertical direction with the downward direction from the reference position as positive. In this embodiment, the vertical angle theta V, is set to an angle that the direction toward the direction opposite to the traveling direction in the vertical plane as the reference line in the Z-axis as positive. Further, in the present embodiment, the horizontal angle theta H, is set such that a direction to one side in the width direction of the traveling lane including a communication area in a horizontal plane to the X axis as the reference line at an angle to a positive.

そして、AOAアンテナ104は、検出した電波の垂直角度θおよび水平角度θを求めることより当該電波の到来方向を検出する。なお、電波の到来方向としてはこれに限るものではない。例えば、角度として上記垂直角度θおよび水平角度θではなく、別の角度成分によって表すものとしても良い。また、角度成分であらわすのに限らず、たとえば3つの座標(XYZ座標値)により表すものとしても良い。
位置演算部161は、これら水平角度θと垂直角度θとで表される到来方向が示す対象走行レーン上に設定された面内の点Pを求め、推定発信位置とする。なお、車載器は、車両内に搭載されているため、図4に示す通り、水平角度θと垂直角度θとで表される方向に存在する走行レーンの路面上の位置P0ではなく、水平角度θと垂直角度θとで表される方向に存在する車載器の高さに等しい面内の点Pを、推定発信位置とすることが好ましい。この位置演算部161は、平均的な車載器の高さを既定値として用いるものであってもよく、路側アンテナ105が受信した車種情報に基づき車種ごとにそれぞれ決められている車載器の高さを示す情報を用いて、車種に応じた車載器の高さに等しい推定発信位置点Pを算出するものであってもよい。
Then, AOA antenna 104 detects the arrival direction of the radio wave from obtaining the electric wave of the vertical angle theta V and horizontal angle theta H detected. The direction of arrival of radio waves is not limited to this. For example, rather than the vertical angle theta V and horizontal angle theta H as the angle it may be as represented by the different angular components. Moreover, it is not limited to the angle component, and may be expressed by, for example, three coordinates (XYZ coordinate values).
Position calculating unit 161 obtains these horizontal angle theta H and a vertical angle theta V the point P i in the plane that is set on the target traveling lane indicated arrival direction represented by, and the estimated transmission source location. Incidentally, the vehicle-mounted device, because they are mounted in a vehicle, as shown in FIG. 4, rather than the position P0 on the road surface of the traveling lane is present in a direction represented by a horizontal angle theta H and a vertical angle theta V, A point P i in the plane equal to the height of the vehicle-mounted device existing in the direction represented by the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V is preferably set as the estimated transmission position. The position calculation unit 161 may use an average height of the vehicle-mounted device as a default value, and the height of the vehicle-mounted device determined for each vehicle type based on the vehicle type information received by the roadside antenna 105. May be used to calculate an estimated transmission position point P i equal to the height of the vehicle-mounted device according to the vehicle type.

位置判定部162は、位置演算部161によって求められた位置情報、又は、AOAアンテナ104からの水平角度θ及び垂直角度θに基づき、車載器の推定発信位置が通信領域の範囲内であるか否かを判定する車両位置判定を実行する。この位置判定部162は、判定結果を走行レーン判定部164に出力する。
例えば、通信領域を示す電波到来角度の閾値が、記憶部166に記憶されている。この電波到来角度の閾値は、水平角度θ及び垂直角度θによって定義されるものである。また、電波到来角度の閾値は、水平角度θ及び垂直角度θのそれぞれに対応して設定されている。位置判定部162は、水平角度θ及び垂直角度θが電波到来角度の閾値を超えた場合、車載器の推定発信位置が通信領域の範囲外であると判定する。具体的に説明すると、電波到来角度の閾値は、通信領域の外縁の位置を示す角度であって、水平角度θ及び垂直角度θで示される閾値である。つまり、電波到来角度の閾値は、AOAアンテナ104によって検出された水平角度θ及び垂直角度θを推定発信位置に変換した場合、この推定発信位置が通信領域の外側となるか否かを判定する閾値である。
なお、通信領域の外縁の位置に相当する位置情報であって、例えば位置演算部161によって求められる位置の閾値が、記憶部166に記憶されているものであってもよい。この場合、位置判定部162は、位置演算部161が求めた推定発信位置が閾値を超えた場合、つまり、位置演算部161が求めた推定発信位置が通信領域の外側となった場合、車載器の推定発信位置が通信領域の範囲外であると判定する。
Based on the position information obtained by the position calculation unit 161 or the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V from the AOA antenna 104, the position determination unit 162 has the estimated transmission position of the vehicle-mounted device within the communication area. Vehicle position determination is performed to determine whether or not. The position determination unit 162 outputs the determination result to the travel lane determination unit 164.
For example, the threshold value of the radio wave arrival angle indicating the communication area is stored in the storage unit 166. Threshold of the radio wave arrival angle are those defined by the horizontal angle theta H and a vertical angle theta V. The threshold of the radio wave arrival angle is set corresponding to each of the horizontal angle theta H and a vertical angle theta V. If the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V exceed the radio wave arrival angle threshold, the position determination unit 162 determines that the estimated transmission position of the vehicle-mounted device is outside the communication area. Specifically, the threshold value of the radio wave arrival angle is an angle indicating the position of the outer edge of the communication area is a threshold represented by a horizontal angle theta H and a vertical angle theta V. That is, the threshold of the radio wave arrival angle determines whether or not the estimated transmission position is outside the communication area when the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V detected by the AOA antenna 104 are converted into the estimated transmission position. It is a threshold to do.
It should be noted that position information corresponding to the position of the outer edge of the communication area, for example, a position threshold obtained by the position calculation unit 161 may be stored in the storage unit 166. In this case, when the estimated transmission position obtained by the position calculation unit 161 exceeds the threshold, that is, when the estimated transmission position obtained by the position calculation unit 161 is outside the communication area, the position determination unit 162 Is determined to be outside the range of the communication area.

移動方向検出部163は、位置演算部161によって算出された位置情報であって、同一車載器の推定発信位置を示す複数の位置情報に基づき、当該車載器の推定発信位置の移動方向を算出し、算出した移動方向を示す移動方向情報を走行レーン判定部164に出力する。
この移動方向検出部163は、同一車載器の複数の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分が示す向きを検出する。例えば、移動方向検出部163は、同一車載器の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分の推定発信位置間の方向ベクトルを、移動方向情報として算出することができる。また、移動方向検出部163は、同一車載器の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分の複数の推定発信位置間の方向ベクトルの平均値を、移動方向情報として算出することができる。
なお、移動方向検出部163は、同一車載器の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分が示す向きが、通信領域を含む対象走行レーン上の進行方向に対してどの程度ずれているのを示す情報、例えば、同一車載器の推定発信位置の分散値(又は標本分散)を算出し、移動方向情報として取得するものであってもよい。具体的には、移動方向検出部163は、通信領域を含む対象走行レーン上の決められた進行方向を期待値とすると、複数の推定発信位置が期待値からどれだけ散らばっているのかを示す値を分散値(又は標本分散)として算出することができる。
The movement direction detection unit 163 calculates the movement direction of the estimated transmission position of the on-vehicle device based on a plurality of pieces of position information calculated by the position calculation unit 161 and indicating the estimated transmission position of the same on-vehicle device. The travel direction information indicating the calculated travel direction is output to the travel lane determination unit 164.
This movement direction detection unit 163 detects the direction indicated by the line segment formed by connecting a plurality of estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order in which the radio waves are received. For example, the movement direction detection unit 163 can calculate a direction vector between the estimated transmission positions of the line segments formed by connecting the estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order in which the radio waves are received as the movement direction information. In addition, the movement direction detection unit 163 calculates, as movement direction information, an average value of direction vectors between a plurality of estimated transmission positions of a line segment formed by connecting the estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order of reception of radio waves. Can do.
In addition, the moving direction detection unit 163 indicates how much the direction indicated by the line segment formed by connecting the estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order of reception of radio waves is deviated from the traveling direction on the target travel lane including the communication area. For example, a variance value (or sample variance) of the estimated transmission position of the same vehicle-mounted device may be calculated and acquired as movement direction information. Specifically, the moving direction detection unit 163 indicates how much the plurality of estimated transmission positions are scattered from the expected value when the predetermined traveling direction on the target travel lane including the communication area is an expected value. Can be calculated as a variance value (or sample variance).

走行レーン判定部164は、移動方向検出部163が算出した移動方向に基づいて対応する対象走行レーンを走行しているか否かを判定する。例えば、走行レーン判定部164は、入力する移動方向情報に基づき、対応する通信領域を含む対象走行レーンを走行している車両に搭載された車載器の移動軌跡であるか否かを判定する車両移動方向判定を実行する。この走行レーン判定部164は、判定結果を通信制御部165に出力する。
例えば、走行レーン判定部164は、移動方向検出部163が算出した移動方向が、対応する走行レーン101上の進行方向に沿っている方向であるか否かを判定する。同一車載器の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分が示す向きが、予め決められた範囲内でない場合、走行レーン判定部164は、移動方向が対応する走行レーン101の進行方向に沿っている方向でないと判定する。
具体的に説明すると、走行レーン判定部164は、同一車載器の2点の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分の推定発信位置間の方向ベクトルが、対応する走行レーン101上の進行方向から予め決められた閾値(角度)以上外れている場合、移動方向が対応する走行レーン101の進行方向に沿っている方向でないと判定する。また、走行レーン判定部164は、同一車載器の3点以上の推定発信位置を電波の受信した順番に結んでできる線分の推定発信位置間の方向ベクトルの平均が、対応する走行レーン101上の進行方向から予め決められた閾値(角度)以上外れている場合、移動方向が対応する走行レーン101の進行方向に沿っている方向でないと判定する。
The travel lane determination unit 164 determines whether or not the vehicle travels in the corresponding target travel lane based on the travel direction calculated by the travel direction detection unit 163. For example, the travel lane determination unit 164 determines whether or not the travel lane determination unit 164 is a travel trajectory of the vehicle-mounted device mounted on the vehicle traveling in the target travel lane including the corresponding communication area based on the input travel direction information. The moving direction judgment is executed. The travel lane determination unit 164 outputs the determination result to the communication control unit 165.
For example, the travel lane determination unit 164 determines whether the travel direction calculated by the travel direction detection unit 163 is a direction along the traveling direction on the corresponding travel lane 101. When the direction indicated by the line segment formed by connecting the estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order in which the radio waves are received is not within a predetermined range, the traveling lane determination unit 164 proceeds the traveling lane 101 corresponding to the moving direction. It is determined that the direction is not along the direction.
More specifically, the travel lane determination unit 164 indicates that the direction vector between the estimated transmission positions of the line segments formed by connecting the two estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order of reception of the radio wave corresponds to the corresponding travel lane 101. If the upper traveling direction deviates by a predetermined threshold (angle) or more, it is determined that the moving direction is not the direction along the traveling direction of the corresponding traveling lane 101. In addition, the traveling lane determination unit 164 determines that the average of the direction vectors between the estimated transmission positions of the line segments formed by connecting the three or more estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device in the order in which the radio waves are received is on the corresponding traveling lane 101. If the travel direction deviates by more than a predetermined threshold value (angle), it is determined that the movement direction is not the direction along the travel direction of the corresponding travel lane 101.

また、同一車載器の3点以上の推定発信位置の分散値(標本分散)に基づき、予め決められた閾値以上の分散があったと判定した場合、走行レーン判定部164は、移動方向検出部163が算出した移動方向が対応する走行レーン101の進行方向に沿っている方向でないと判定する。なお、走行レーン判定部164は、同一車載器の3点以上の推定発信位置間の方向ベクトルの平均に基づく判定と、同一車載器の3点以上の推定発信位置の分散値(標本分散)に基づく判定とを組み合わせることにより、移動方向が進行方向に沿っているか否かの判定精度を高めることができる。つまり、前者の判定の場合、複数の推定発信位置が進行方向の左右にばらついていても平均することで、このばらつきを検出し難い場合があるが、後者の判定を組み合わせることにより、このようなばらつきを検出することができる。
なお、本実施形態において、走行レーン判定部164は、位置判定部162によって推定発信位置が通信領域の範囲内に存在していると判定された車載器についてのみ、車両移動方向判定を実行するものである。
In addition, when it is determined that there is a variance greater than a predetermined threshold based on variance values (sample variance) of three or more estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device, the travel lane determination unit 164 moves the movement direction detection unit 163. Is determined not to be a direction along the traveling direction of the corresponding travel lane 101. Note that the traveling lane determination unit 164 determines a determination based on an average of direction vectors between three or more estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device, and a variance (sample variance) of three or more estimated transmission positions of the same vehicle-mounted device. By combining with the determination based on the determination accuracy of whether or not the moving direction is along the traveling direction can be improved. That is, in the case of the former determination, even if a plurality of estimated transmission positions vary on the left and right in the traveling direction, it may be difficult to detect this variation, but by combining the latter determination, Variations can be detected.
In the present embodiment, the traveling lane determination unit 164 performs vehicle movement direction determination only for the vehicle-mounted device in which the position determination unit 162 determines that the estimated transmission position is within the communication area. It is.

通信制御部165は、通信領域を含む対象走行レーンを車両(車載器)が走行していないと走行レーン判定部164が判定した場合、当該車載器との通信の確立を制限する。具体的に説明すると、通信制御部165は、通信の確立が制限されている車載器からの車載器データは、車線制御装置108に送信せず、且つ、通信の確立が制限されている車載器に対しては車線制御装置108からの情報を転送しない。すなわち、通信制御部165は、通信の確立が許可された車載器からの車載器データを中継装置107を介して車線制御装置108に送信するとともに、通信の確立が許可された車載器に対してのみ車線制御装置108からの情報を転送する。
なお、本発明はこれに限らず、通信制御部165は、路側アンテナ105から受信した車載器データを全て車線制御装置108に送信する。そして、走行レーン判定部164が、受信した電波が、通信領域を含む対象走行レーンを走行していない車両(車載器)からの電波であることを判定した場合のみ、通信制御部165は、判定結果を車線制御装置108に送信するものであってもよい。例えば、通信制御部165は、通信領域を含む対象走行レーンを走行していない車両(車載器)からの電波であることが判定された電波に対応する車載器データに含まれる車載器IDを示す情報を車線制御装置108に送信する。そして、車線制御装置108は、通信制御部165から受信した走行レーン判定部164の判定結果と車載器IDに基づき、車載器との通信の確立を制限する。
When the travel lane determination unit 164 determines that the vehicle (on-vehicle device) is not traveling on the target travel lane including the communication area, the communication control unit 165 restricts establishment of communication with the on-vehicle device. More specifically, the communication control unit 165 does not transmit the vehicle-mounted device data from the vehicle-mounted device for which the establishment of communication is restricted to the lane control device 108, and the vehicle-mounted device for which the establishment of communication is restricted. In contrast, the information from the lane control device 108 is not transferred. That is, the communication control unit 165 transmits the in-vehicle data from the on-vehicle device permitted to establish communication to the lane control device 108 via the relay device 107, and to the on-vehicle device permitted to establish communication. Only the information from the lane control device 108 is transferred.
Note that the present invention is not limited to this, and the communication control unit 165 transmits all the vehicle-mounted device data received from the roadside antenna 105 to the lane control device 108. The communication control unit 165 determines only when the traveling lane determination unit 164 determines that the received radio wave is a radio wave from a vehicle (on-vehicle device) that is not traveling in the target traveling lane including the communication area. The result may be transmitted to the lane control device 108. For example, the communication control unit 165 indicates the vehicle-mounted device ID included in the vehicle-mounted device data corresponding to the radio wave determined to be a radio wave from a vehicle (vehicle-mounted device) that is not traveling in the target travel lane including the communication area. Information is transmitted to the lane control device 108. The lane control device 108 restricts establishment of communication with the vehicle-mounted device based on the determination result of the traveling lane determination unit 164 received from the communication control unit 165 and the vehicle-mounted device ID.

次に、図5を参照して、本実施形態に係る車両検出方法の一例について説明する。図5は、本実施形態に係る車両検出方法の一例を示すフローチャートである。
例えば、車載器301が、車載器データを含む電波W1を発信したとする。なお、車載器301は、予め決められた時間間隔で複数の電波を継続して発信している。
(ステップST101)
すると、AOAアンテナ104は、この電波W1を受信し、この電波W1の到来方向を示す水平角度θと垂直角度θを示す情報を算出し、車両検出装置106に出力する。
(ステップST102)
また、路側アンテナ105は、この電波W1を受信し、この電波W1に含まれている車載器データを含む受信信号を、車両検出装置106に出力する。なお、この電波W1に含まれる車載器データには、少なくとも車載器301の車載器IDが含まれている。
Next, an example of the vehicle detection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a vehicle detection method according to the present embodiment.
For example, it is assumed that the vehicle-mounted device 301 transmits a radio wave W1 including the vehicle-mounted device data. Note that the vehicle-mounted device 301 continuously transmits a plurality of radio waves at predetermined time intervals.
(Step ST101)
Then, AOA antenna 104 receives the radio waves W1, calculates information indicating a horizontal angle theta H and a vertical angle theta V indicating the direction of arrival of the radio waves W1, and outputs the vehicle detection device 106.
(Step ST102)
The roadside antenna 105 receives the radio wave W1 and outputs a reception signal including the vehicle-mounted device data included in the radio wave W1 to the vehicle detection device 106. Note that the vehicle-mounted device data included in the radio wave W1 includes at least the vehicle-mounted device ID of the vehicle-mounted device 301.

(ステップST103)
車両検出装置106の紐付け部160は、AOAアンテナ104が電波W1を受信したタイミングと、路側アンテナ105が電波W1を受信したタイミングとに基づき、同一の電波W1に基づく水平角度θと垂直角度θを示す情報と車載器IDとを紐づけて、記憶部166に書き込む。また、紐付け部160は、電波W1の到来方向を示す水平角度θと垂直角度θを示す情報と、車載器IDとを紐づけて、位置演算部161に出力する。
なお、AOAアンテナ104は、続けて、電波W1と異なる電波W2を受信した場合、この電波W2の到来方向を示す水平角度θと垂直角度θを示す情報とを算出し、車両検出装置106に出力する。また、車両検出装置106の紐付け部160は、電波W2を受信したタイミングと同じタイミング(同時又は概ね同時)で路側アンテナ105が受信した受信信号から車載器データを取得する。そして、紐付け部160は、電波W2の到来方向を示す水平角度θと垂直角度θを示す情報と車載器IDとを紐づけて、記憶部166に書き込む。なお、紐付け部160は、電波に含まれるシーケンシャル番号によって、電波W1,W2,・・・のそれぞれを識別することができる。
このようにして、紐付け部160は、複数の電波W1,W2,・・・から得られた水平角度θと垂直角度θを示す情報と車載器IDとを紐づけて、記憶部166に書き込む。
(Step ST103)
The associating unit 160 of the vehicle detection device 106 has a horizontal angle θ H and a vertical angle based on the same radio wave W1 based on the timing when the AOA antenna 104 receives the radio wave W1 and the timing when the roadside antenna 105 receives the radio wave W1. in association string and information-vehicle device ID indicating theta V, written into the storage unit 166. In addition, the associating unit 160 associates information indicating the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V indicating the arrival direction of the radio wave W1 with the vehicle-mounted device ID and outputs the information to the position calculating unit 161.
Incidentally, AOA antenna 104, followed by, when receiving the radio wave W2 different from the radio waves W1, calculates the information indicating the horizontal angle theta H and a vertical angle theta V indicating the arrival direction of the radio wave W2, the vehicle detection device 106 Output to. Further, the associating unit 160 of the vehicle detection device 106 acquires the vehicle-mounted device data from the received signal received by the roadside antenna 105 at the same timing (simultaneously or substantially simultaneously) as the timing of receiving the radio wave W2. Then, the associating unit 160 associates the information indicating the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V indicating the arrival direction of the radio wave W2 with the vehicle-mounted device ID, and writes the information in the storage unit 166. The associating unit 160 can identify each of the radio waves W1, W2,... By a sequential number included in the radio waves.
In this way, the associating unit 160 associates the information indicating the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V obtained from the plurality of radio waves W1, W2,. Write to.

(ステップST104)
次いで、車両検出装置106の位置演算部161は、水平角度θと垂直角度θとで表される到来方向が示す面上の点Pを求め、推定発信位置とする。そして、位置演算部161は、求めた推定発信位置Pを示す位置情報を、位置判定部162と移動方向検出部163に出力する。このとき、位置演算部161は、受信データ解析部167によって得られた車載器の高さを示す情報に基づき、車載器の高さに応じた推定発信位置点Pを求めてよい。
続けて、位置演算部161は、記憶部166に記憶されている複数の情報(水平角度θと垂直角度θを示す情報と車載器ID)に基づき、各電波の到来方向により得られる推定発信位置P,P,・・・を求める。なお、位置演算部161は、電波を受信した順番を示す情報(例えばi:シーケンシャル番号)と車載器IDとを推定発信位置に対応付けておく。
(Step ST104)
Then, the position calculating unit 161 of the vehicle detection apparatus 106 obtains a point P 1 on the surface indicated by the arrival direction represented by a horizontal angle theta H and a vertical angle theta V, the estimated transmission source location. Then, the position calculating unit 161, position information indicating the estimated outgoing position P 1 obtained, and outputs a position determination unit 162 in the moving direction detection unit 163. At this time, the position calculation unit 161 may obtain the estimated transmission position point P 1 according to the height of the vehicle-mounted device based on the information indicating the height of the vehicle-mounted device obtained by the received data analysis unit 167.
Subsequently, the position calculation unit 161 estimates based on a plurality of pieces of information (information indicating the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V and the vehicle-mounted device ID) stored in the storage unit 166 based on the arrival direction of each radio wave. The transmission positions P 2 , P 3 ,. The position calculation unit 161 associates information (for example, i: sequential number) indicating the order of reception of radio waves and the vehicle-mounted device ID with the estimated transmission position.

(ステップST105)
そして、車両検出装置106の位置判定部162は、記憶部166を参照して、車載器IDと紐づけられている水平角度θ及び垂直角度θと、電波到来角度の閾値とを比較することにより、推定発信位置Pが通信領域の範囲内であるか否かを判定する。そして、位置判定部162は、判定結果を走行レーン判定部164に出力する。
なお、車両検出装置106の位置判定部162は、位置演算部161によって求められた位置情報に基づき、推定発信位置Pが通信領域の範囲内であるか否かを判定するものであってもよい。そして、位置判定部162は、判定結果を走行レーン判定部164に出力する。
(Step ST105)
Then, the position determination unit 162 of the vehicle detection device 106 refers to the storage unit 166 and compares the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V associated with the vehicle-mounted device ID with the threshold value of the radio wave arrival angle. it allows estimating the originating position P 1 determines whether it is within range of the communication area. Then, the position determination unit 162 outputs the determination result to the travel lane determination unit 164.
The position determination unit 162 of the vehicle detection device 106, based on the position information obtained by the position calculation unit 161, the estimated transmission source location P 1 is be one to determine whether it is within the range of the communication area Good. Then, the position determination unit 162 outputs the determination result to the travel lane determination unit 164.

(ステップST106)
ステップST105において、車載器の推定発信位置Pが通信領域の範囲内であると判定された場合(例えば、水平角度θ及び垂直角度θが、それぞれに対応して決められている電波到来角度の閾値を超えなかった場合)、移動方向検出部163は、位置演算部161によって求められた複数の位置情報のうち、通信領域の範囲内であると判定された位置であって、同一の車載器IDが対応付けられた位置情報(例えば、P,P,P,・・・)に基づき、車載器の推定発信位置P,P,P,・・・が示す移動方向を演算し、移動方向を示す情報を走行レーン判定部164に出力する。
(Step ST106)
In step ST105, if the estimated transmission source location P 1 of the vehicle-mounted device is determined to be within the range of the communication area (e.g., radio wave arrival horizontal angle theta H and a vertical angle theta V it has been determined to correspond to the respective When the angle threshold value is not exceeded), the movement direction detection unit 163 is the same position among the plurality of pieces of position information obtained by the position calculation unit 161 and determined to be within the communication area. Based on the position information (for example, P 1 , P 2 , P 3 ,...) Associated with the OBE ID, the movement indicated by the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 ,. The direction is calculated, and information indicating the moving direction is output to the travel lane determination unit 164.

(ステップST107)
走行レーン判定部164は、ステップST105において、推定発信位置Pが通信領域の範囲内であると判定された場合、移動方向検出部163から入力する移動方向を示す情報に基づき、同一車載器の推定発信位置P,P,P,・・・が示す移動方向が走行レーン上の進行方向に沿っている方向であるか否かを判定する。同一車載器の推定発信位置P,P,P,・・・が示す移動方向が走行レーン上の進行方向に沿っている方向である場合、走行レーン判定部164は、算出した移動方向に基づいて走行レーン101を走行していると判定する。そして、走行レーン判定部164は、走行レーン101を走行していると判定した場合、同一車載器の推定発信位置P,P,P,・・・と紐付けられている車載器IDを示す情報を通信制御部165に出力する。
(Step ST107)
Lane determination unit 164, in step ST105, if the estimated transmission source location P 1 is determined to be within the range of the communication area, based on information indicating a moving direction input from the moving direction detection unit 163, of the same vehicle-mounted device It is determined whether or not the moving direction indicated by the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 ,... Is the direction along the traveling direction on the traveling lane. When the movement direction indicated by the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 ,... Of the same vehicle-mounted device is a direction along the traveling direction on the traveling lane, the traveling lane determination unit 164 calculates the calculated traveling direction. Based on the above, it is determined that the vehicle is traveling on the traveling lane 101. When the traveling lane determination unit 164 determines that the traveling lane 101 is traveling, the vehicle-mounted device ID associated with the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 ,... Of the same vehicle-mounted device. Is output to the communication control unit 165.

(ステップST108)
そして、通信制御部165は、走行レーン101を走行していると判定した走行レーン判定部164による判定結果を、同一車載器の推定発信位置P,P,P,・・・と車載器IDを示す情報とともに、車線制御装置108に送信する。車線制御装置108は、受信した情報をそれぞれ対応付けて、自身の記憶部に書き込む。そして、車線制御装置108は、この車載器IDが示す車載器との間で通信を確立する。
(ステップST109)
一方、ステップST105において、推定発信位置Pが通信領域の範囲内でないと判定された場合、又は、ステップST107において、算出した移動方向に基づいて走行レーンを走行していないと判定された場合、通信制御部165は、走行レーン101を走行していないと判定した走行レーン判定部164による判定結果を、対応する車載器IDを示す情報とともに、車線制御装置108に送信する。そして、車線制御装置108は、車両検出装置106から受信した情報に基づき、走行レーン101を走行していないと判定された車載器IDの車載器との間で通信を中止する。
(Step ST108)
The communication control unit 165, the determination result by the lane determining unit 164 determines that traveling along the traveling lane 101, the estimated outgoing position P 1 of the same vehicle-mounted device, P 2, P 3, and ... vehicle It is transmitted to the lane control device 108 together with information indicating the device ID. The lane control device 108 associates the received information with each other and writes the information in its own storage unit. And the lane control apparatus 108 establishes communication between the onboard equipment which this onboard equipment ID shows.
(Step ST109)
On the other hand, in step ST105, if the estimated transmission source location P 1 is determined not to be within the range of the communication area, or, if in step ST 107, it is determined not to be traveling along the traveling lane on the basis of the calculated moving direction, The communication control unit 165 transmits the determination result by the travel lane determination unit 164 that determines that the vehicle is not traveling in the travel lane 101 to the lane control device 108 together with information indicating the corresponding vehicle-mounted device ID. Then, the lane control device 108 stops communication with the vehicle-mounted device having the vehicle-mounted device ID determined not to travel on the travel lane 101 based on the information received from the vehicle detection device 106.

(ステップST110)
一方、受信データ解析部167は、路側アンテナ105から入力する受信データを解析して、車載器データに含まれる車載器ID及び車種情報を取得する。なお、この受信データ解析部167は、受信データからシーケンシャル番号も取得する。
この受信データ解析部167は、取得した車種情報に基づき、車種に応じて予め決められている車載器の高さを判定し、判定した車載器の高さを示す情報を紐付け部160と位置演算部161に出力する。
(ステップST111)
また、詳細な説明は省略するが、受信データ解析部167は、車載器から受信した受信データを解析し、課金処理に用いられる情報を取得する。なお、受信データ解析部167によって解析された情報は、中継装置107を介して車線制御装置108に送信される。車線制御装置108は、受信した情報に基づき、通信領域を含む走行レーンを走行していると判定された車両の車載器に対してのみ、課金処理を実行する。
(Step ST110)
On the other hand, the reception data analysis unit 167 analyzes the reception data input from the roadside antenna 105, and acquires the vehicle-mounted device ID and vehicle type information included in the vehicle-mounted device data. The reception data analysis unit 167 also acquires a sequential number from the reception data.
The received data analysis unit 167 determines the height of the vehicle-mounted device determined in advance according to the vehicle type based on the acquired vehicle type information, and associates the information indicating the determined height of the vehicle-mounted device with the linking unit 160 and the position. The result is output to the calculation unit 161.
(Step ST111)
Although detailed description is omitted, the reception data analysis unit 167 analyzes the reception data received from the vehicle-mounted device, and acquires information used for the charging process. The information analyzed by the reception data analysis unit 167 is transmitted to the lane control device 108 via the relay device 107. The lane control device 108 executes the charging process only for the vehicle-mounted device of the vehicle that is determined to be traveling in the traveling lane including the communication area based on the received information.

次に、図6,7を参照して、本実施形態に係るAOAアンテナ104について説明する。
図6は、AOAアンテナ104が備えるアンテナ素子の配置の一例について説明するための図である。図5に示す通り、AOAアンテナ104は、AOAアンテナ素子104A,104B,104C,104Dを備える。AOAアンテナ素子104Aと104Bとは、同じ高さ位置に配置され、水平方向に並んでいる。このAOAアンテナ素子104Aと104Bとの距離は、d1である。一方、AOAアンテナ素子104Cは、AOAアンテナ素子104Aと104Bよりも高い高さ位置に、AOAアンテナ素子104Dは、AOAアンテナ素子104Aと104Bよりも低い高さ位置に配置されている。これらAOAアンテナ素子104Cと104Dとは、垂直方向に並んでおり、AOAアンテナ素子104Cと104Dとの距離は、d2である。
Next, the AOA antenna 104 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the arrangement of antenna elements included in the AOA antenna 104. As shown in FIG. 5, the AOA antenna 104 includes AOA antenna elements 104A, 104B, 104C, and 104D. The AOA antenna elements 104A and 104B are arranged at the same height and are aligned in the horizontal direction. The distance between the AOA antenna elements 104A and 104B is d1. On the other hand, the AOA antenna element 104C is arranged at a height position higher than the AOA antenna elements 104A and 104B, and the AOA antenna element 104D is arranged at a height position lower than the AOA antenna elements 104A and 104B. The AOA antenna elements 104C and 104D are arranged in the vertical direction, and the distance between the AOA antenna elements 104C and 104D is d2.

図7は、AOAアンテナ104の構成例を示すブロック図である。図7に示す通り、AOAアンテナ104は、AOAアンテナ素子104A〜104Dと、AOAアンテナ104A,104Bの出力を入力する水平位相処理部141と、AOAアンテナ104C,104Dの出力を入力する垂直位相処理部142と、AOAアンテナ素子104A〜104Dのそれぞれと接続されるヘテロダイン変換部143A〜143Dと、局部発振器144,145と、を備える。
局部発振器144は、所定の周波数の局部発振信号をヘテロダイン変換部143A,143Bに出力し、局部発振器145は、所定の周波数の局部発振信号をヘテロダイン変換部143C,143Dに出力する。
ヘテロダイン変換部143A,143Bは、所定の俯角ψで傾斜し且つ所定の間隔d1を隔てて配設されているAOAアンテナ素子104A,104Bによって受信した電波の周波数と、局部発振器144から出力される局部発振信号の周波数との差を取ることにより、受信した電波を低周波数(中間周波数)の信号にそれぞれ変換して水平位相処理部141に出力する。なお、ヘテロダイン変換部143Aが出力する信号には位相φを示す情報が含まれ、ヘテロダイン変換部143Bが出力する信号には位相φを示す情報が含まれている。
ヘテロダイン変換部143C,143Dは、所定の俯角ψで傾斜し且つ所定の間隔d2を隔てて配設されているAOAアンテナ素子104C,104Dによって受信した電波の周波数と、局部発振器145から出力される局部発振信号の周波数との差を取ることにより、受信した電波を低周波数(中間周波数)の信号にそれぞれ変換して垂直位相処理部142に出力する。なお、ヘテロダイン変換部143Cが出力する信号には位相φを示す情報が含まれ、ヘテ変換部143Dが出力する信号には位相φを示す情報が含まれている。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the AOA antenna 104. As shown in FIG. 7, the AOA antenna 104 includes AOA antenna elements 104A to 104D, a horizontal phase processing unit 141 that inputs the outputs of the AOA antennas 104A and 104B, and a vertical phase processing unit that inputs the outputs of the AOA antennas 104C and 104D. 142, heterodyne conversion units 143A to 143D connected to the AOA antenna elements 104A to 104D, and local oscillators 144 and 145, respectively.
The local oscillator 144 outputs a local oscillation signal having a predetermined frequency to the heterodyne conversion units 143A and 143B, and the local oscillator 145 outputs a local oscillation signal having a predetermined frequency to the heterodyne conversion units 143C and 143D.
The heterodyne conversion units 143A and 143B are the frequencies of the radio waves received by the AOA antenna elements 104A and 104B that are inclined at a predetermined depression angle ψ and are disposed at a predetermined interval d1, and the local part output from the local oscillator 144. By taking the difference from the frequency of the oscillation signal, the received radio wave is converted into a low frequency (intermediate frequency) signal and output to the horizontal phase processing unit 141. Note that the signal output by the heterodyne conversion unit 143A includes information indicating a phase phi A, the signal output by the heterodyne conversion unit 143B includes information indicating a phase phi B.
The heterodyne conversion units 143C and 143D are the frequency of the radio wave received by the AOA antenna elements 104C and 104D that are inclined at a predetermined depression angle ψ and spaced by a predetermined interval d2, and the local part output from the local oscillator 145. By taking the difference from the frequency of the oscillation signal, the received radio wave is converted into a low frequency (intermediate frequency) signal and output to the vertical phase processing unit 142. Note that the signal output by the heterodyne conversion section 143C includes information indicating a phase phi C, it includes information indicating a phase phi D to the signal output from Haitai conversion unit 143D.

水平位相処理部141は、ヘテロダイン変換部143A,143Bから入力する信号の位相差(φ−φ)に基づき、AOAアンテナ104A,104Bに到来する角度(つまり、水平角度θ)を算出し、この水平角度θを示す情報を、車両検出装置106に出力する。この水平位相処理部141は、以下に示す式(1)に従って、水平角度θを算出する。
垂直位相処理部142は、ヘテロダイン変換部143C,143Dから入力する信号の位相差(φ−φ)に基づき、AOAアンテナ104C,104Dに到来する角度(つまり、垂直角度θ)を算出し、この垂直角度θを示す情報を、車両検出装置106に出力する。この垂直位相処理部142は、以下に示す式(2)に従って、垂直角度θを算出する。
The horizontal phase processing unit 141 calculates the angle (that is, the horizontal angle θ H ) that arrives at the AOA antennas 104A and 104B based on the phase difference (φ A −φ B ) of the signals input from the heterodyne conversion units 143A and 143B. Information indicating the horizontal angle θ H is output to the vehicle detection device 106. The horizontal phase processing unit 141 calculates the horizontal angle θ H according to the following equation (1).
The vertical phase processing unit 142 calculates the angle (that is, the vertical angle θ V ) that arrives at the AOA antennas 104C and 104D based on the phase difference (φ C −φ D ) of the signals input from the heterodyne conversion units 143C and 143D. , and it outputs the information indicating the vertical angle theta V, the vehicle detection device 106. The vertical phase processor 142, according to equation (2) below, to calculate the vertical angle theta V.

θ=sin−1{(φ−φ)λ/(2π・d1)}・・・式(1)
θ=sin−1{(φ−φ)λ/(2π・d2)}・・・式(2)
なお、(φ−φ)は、AOAアンテナ素子104Aへの電波の入射タイミングとAOAアンテナ素子104Bへの電波の入射タイミングのずれによる位相差であって、(φ−φ)は、AOAアンテナ素子104Cへの電波の入射タイミングとAOAアンテナ素子104Dへの電波の入射タイミングのずれによる位相差である。なお、λは、車載器からの電波の波長である。
θ H = sin −1 {(φ A −φ B ) λ / (2π · d1)} Expression (1)
θ V = sin −1 {(φ C −φ D ) λ / (2π · d2)} Expression (2)
Note that (φ A −φ B ) is a phase difference due to a difference between the incident timing of the radio wave to the AOA antenna element 104A and the incident timing of the radio wave to the AOA antenna element 104B, and (φ C −φ D ) is This is a phase difference due to a difference between the incident timing of the radio wave to the AOA antenna element 104C and the incident timing of the radio wave to the AOA antenna element 104D. Note that λ is the wavelength of the radio wave from the vehicle-mounted device.

ここで、水平角度θと垂直角度θが式(1)と式(2)により求められる原理について、簡単に説明する。
図8に示すように、例えば、AOAアンテナ素子104C,104Dの俯角をψとすると、車両201の車載器301からAOAアンテナ104へ発信された電波がAOAアンテナ素子104C,104Dに到来する水平角度θは、次のようにして求めることができる。
Here, the principle by which the horizontal angle θ H and the vertical angle θ V are obtained by the equations (1) and (2) will be briefly described.
As shown in FIG. 8, for example, AOA antenna elements 104C, When the depression angle of 104D [psi v, horizontal angle originating radio wave from the vehicle-mounted device 301 to AOA antenna 104 of the vehicle 201 arrives AOA antenna elements 104C, the 104D θ v can be obtained as follows.

即ち、図8に示すように、AOAアンテナ素子104C,104Dが俯角ψで傾斜しているため、車載器301からAOAアンテナ素子104Cまでの距離Lよりも、車載器301からAOAアンテナ素子104Dまでの距離Lの方が長くなっている。このため、AOAアンテナ素子104CとAOAアンテナ素子104Dとでは電波を受信するタイミングがずれて、両者が受信する電波に位相差が生じる。この位相差を(φ−φ)とし、また、電波の波長をλとすると、車載器301からAOAアンテナ素子104Cまでの距離Lと、車載器301からAOAアンテナ素子104Dまでの距離Lとの差η2は、式(3)で表される。 That is, as shown in FIG. 8, AOA antenna elements 104C, since 104D are inclined at depression angle [psi v, than the distance L C from the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna elements 104C, AOA antenna element 104D from the vehicle-mounted device 301 It is more of a distance L D of up to is longer. For this reason, the timing for receiving radio waves is shifted between the AOA antenna element 104C and the AOA antenna element 104D, and a phase difference occurs between the radio waves received by both. The phase difference a (φ CD), The distance and the wavelength of the radio wave and lambda, and the distance L C from the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna elements 104C, from the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna element 104D L The difference η2 from D is expressed by the equation (3).

η2=(φ−φ)λ/(2π)・・・式(3) η2 = (φ C −φ D ) λ / (2π) (3)

このため、AOAアンテナ素子104CとAOAアンテナ素子104Dとの素子間隔をd2とすると、図7の幾何学的関係から、式(4)が得られ、この式(4)から式(5)が得られる。従って、この式(5)から、電波到来角度射θは、式(2)のように表せる。なお、図8に示すように、AOAアンテナ素子104C,104Dに対して電波は平行に到来し、AOAアンテナ素子104C,104Dへの電波到来角度は何れも同じθであると仮定している。 Therefore, when the element interval between the AOA antenna element 104C and the AOA antenna element 104D is d2, Expression (4) is obtained from the geometrical relationship in FIG. 7, and Expression (5) is obtained from Expression (4). It is done. Therefore, from this equation (5), the radio wave arrival angle angle θ v can be expressed as equation (2). Incidentally, as shown in FIG. 8, AOA antenna elements 104C, radio wave arrives parallel to 104D, AOA antenna elements 104C, radio wave arrival angle to 104D assumes all at the same theta v.

sinθ=η2/d2=(φ−φ)λ/(2π)/d2・・・式(4)
(φ−φ)=(2π・d2・sinθ)/λ・・・式(5)
sin θ v = η2 / d2 = (φ C −φ D ) λ / (2π) / d2 (4)
C −φ D ) = (2π · d 2 · sin θ v ) / λ (5)

同様にして、走行レーン101の進行方向と平行な直線であって、AOAアンテナ104の中心点と交わる直線上に車載器301がない場合、車載器301からAOAアンテナ素子104Aまでの距離Lと、車載器301からAOAアンテナ素子104Bまでの距離Lとが異なる。このため、AOAアンテナ素子104AとAOAアンテナ素子104Bとでは電波を受信するタイミングがずれて、両者が受信する電波に位相差が生じる。この位相差を(φ−φ)とし、また、電波の波長をλとすると、車載器301からAOAアンテナ素子104Aまでの距離Lと、車載器301からAOAアンテナ素子104Bまでの距離Lとの差η1は、式(6)で表される。 Similarly, a traveling direction and a straight line parallel to the traveling lane 101, if there is no vehicle-mounted device 301 on a straight line intersecting the center point of the AOA antenna 104, and the distance L A from the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna element 104A , the distance L B from the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna element 104B is different. For this reason, the AOA antenna element 104A and the AOA antenna element 104B have different timings for receiving radio waves, resulting in a phase difference between the radio waves received by both. The phase difference a (φ AB), also, the distance and the wavelength of the radio wave and lambda, and the distance L A from the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna element 104A, the vehicle-mounted device 301 to the AOA antenna elements 104B L The difference η1 from B is expressed by the equation (6).

η1=(φ−φ)λ/(2π)・・・式(6) η1 = (φ A −φ B ) λ / (2π) (6)

このため、AOAアンテナ素子104AとAOAアンテナ素子104Bとの素子間隔をd1とすると、図8の幾何学的関係から、式(7)が得られ、この式(7)から式(8)が得られる。従って、この式(8)から、電波到来角度射θは、式(1)のように表せる。なお、AOAアンテナ素子104A,104Bに対して電波は平行に到来し、AOAアンテナ素子104A,104Bへの電波到来角度は何れも同じθであると仮定している。 Therefore, when the element interval between the AOA antenna element 104A and the AOA antenna element 104B is d1, Expression (7) is obtained from the geometrical relationship in FIG. 8, and Expression (8) is obtained from Expression (7). It is done. Therefore, from this equation (8), the radio wave arrival angle angle θ H can be expressed as equation (1). Note that radio waves arrive in parallel AOA antenna elements 104A, relative to 104B, AOA antenna element 104A, the radio wave arrival angle to 104B is assumed to both the same theta H.

sinθ=η1/d1=(φ−φ)λ/(2π)/d1・・・式(7)
(φ−φ)=(2π・d1・sinθ)/λ・・・式(8)
sin θ H = η1 / d1 = (φ A −φ B ) λ / (2π) / d1 (7)
A −φ B ) = (2π · d1 · sin θ H ) / λ (8)

次に、図9を参照して、対応する走行レーン101を走行する車両201に搭載された車載器301の推定発信位置の移動経路の一例について説明する。図9に示す通り、車載器301の推定発信位置Pは通信領域内に存在している。この場合、走行レーン判定部164は、移動方向検出部163が算出した移動方向が、対応する対象走行レーンの進行方向に沿っているか否かを判定する。図示の通り、方向ベクトルに対応する閾値(角度)として、対応する走行レーン101の進行方向を基準として+αから−αまでの角度が決められているとする。この場合、走行レーン判定部164は、車載器301の推定発信位置P,P,P,・・・が示す移動方向に基づき、推定発信位置PからPに向かう方向ベクトル、推定発信位置PからPに向かう方向ベクトル、・・・が、それぞれ閾値(角度)の範囲内であるか否かを判定する。また、走行レーン判定部164は、車載器301の推定発信位置P,P,P,P,Pが示す方向ベクトルの平均が、閾値(角度)の範囲内であるか否かを判定するものであってもよい。図示の例では、推定発信位置PからPに向かう方向ベクトル、推定発信位置PからPに向かう方向ベクトル、・・・が、全て閾値(角度)の範囲内であって、車載器301の推定発信位置P,P,P,P,Pが示す方向ベクトルの平均が、閾値(角度)の範囲内であると、走行レーン判定部164は判定するものであってもよい。
よって、走行レーン判定部164は、車載器301の推定発信位置P,P,P,・・・が示す移動方向は、進行方向に沿っている方向であると判定する。このため、走行レーン判定部164は、車両201(車載器301)が走行レーン101を走行していると判定し、車線制御装置108が、車載器301との通信を確立する。
Next, an example of the movement route of the estimated transmission position of the vehicle-mounted device 301 mounted on the vehicle 201 traveling on the corresponding travel lane 101 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the estimated outgoing position P 1 of the vehicle-mounted device 301 is present in a communication area. In this case, the travel lane determination unit 164 determines whether or not the travel direction calculated by the travel direction detection unit 163 is along the traveling direction of the corresponding target travel lane. As shown in the figure, it is assumed that an angle from + α to −α is determined as a threshold (angle) corresponding to the direction vector with reference to the traveling direction of the corresponding travel lane 101. In this case, the traveling lane determination unit 164 is configured to estimate the direction vector from the estimated transmission position P 1 to P 2 based on the moving direction indicated by the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 ,. It is determined whether or not the direction vectors from the transmission position P 2 to P 3 are within the threshold (angle) range. In addition, the traveling lane determination unit 164 determines whether the average of the direction vectors indicated by the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , and P 5 of the vehicle-mounted device 301 is within a threshold (angle) range. May be determined. In the illustrated example, the direction vector from the estimated transmission position P 1 to P 2 , the direction vector from the estimated transmission position P 2 to P 3 , etc. are all within the threshold (angle) range, and the vehicle-mounted device The traveling lane determination unit 164 determines that the average of the direction vectors indicated by the 301 estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , and P 5 is within a threshold (angle) range. Also good.
Therefore, the traveling lane determination unit 164 determines that the moving direction indicated by the estimated transmission positions P 1 , P 2 , P 3 ,... Of the vehicle-mounted device 301 is a direction along the traveling direction. For this reason, the travel lane determination unit 164 determines that the vehicle 201 (the vehicle-mounted device 301) is traveling in the travel lane 101, and the lane control device 108 establishes communication with the vehicle-mounted device 301.

次に、図10を参照して、路側アンテナ105の通信領域を含む対象走行レーン以外の走行レーン102を走行する車両202に搭載された車載器302の推定発信位置の移動経路の一例について説明する。図10に示す通り、車両202は、走行レーン102上の点R101を走行している際に発信した電波が、例えば天井に反射して、走行レーン101の通信領域内を走行する車両201でさらに反射し、走行レーン101に取り付けられているAOAアンテナ104に入射したとする。この場合、位置演算部161は、車両201が電波を反射した位置(つまり、車両201が走行している位置)を、車載器302の推定発信位置P101として検出する。
この場合、位置判定部162は、車載器302の推定発信位置P101が通信領域の範囲内であるという判定結果を、走行レーン判定部164に出力する。
Next, with reference to FIG. 10, an example of the movement route of the estimated transmission position of the vehicle-mounted device 302 mounted on the vehicle 202 that travels in the travel lane 102 other than the target travel lane including the communication area of the roadside antenna 105 will be described. . As shown in FIG. 10, the vehicle 202 is a vehicle 201 that travels in the communication area of the travel lane 101 when radio waves transmitted while traveling at a point R 101 on the travel lane 102 are reflected, for example, on the ceiling. Further, it is assumed that the light is further reflected and enters the AOA antenna 104 attached to the traveling lane 101. In this case, the position calculation unit 161 detects the position where the vehicle 201 reflects radio waves (that is, the position where the vehicle 201 is traveling) as the estimated transmission position P 101 of the vehicle-mounted device 302.
In this case, the position determination unit 162 outputs a determination result that the estimated transmission position P 101 of the vehicle-mounted device 302 is within the communication area to the travel lane determination unit 164.

また、走行レーン102上の点R102を走行している際に発信した電波も、例えば天井に反射して、走行レーン101の通信領域内を走行する車両201でさらに反射し、走行レーン101に取り付けらえているAOAアンテナ104に入射したとする。この場合、位置演算部161は、車両201が電波を反射した位置(つまり、車両201が走行している位置)を、車載器302の推定発信位置P102として検出する。その後、車載器302から発信した電波は、天井を反射せずに、AOAアンテナ104に入射しなかったとする。そして、車載器302は、走行レーン102上の位置R103,R104,R105を移動したとする。
この場合、走行レーン判定部164は、移動方向検出部163が算出した移動方向が、対応する走行レーンの進行方向に沿っているか否かを判定する。図示の例では、車載器302の推定発信位置P101からP102に向かう方向ベクトルが、対応する走行レーン101の進行方向を基準として+αから−αまでの角度の範囲を超えている。
よって、走行レーン判定部164は、車載器302の推定発信位置P101,P102が示す移動方向は、進行方向に沿っている方向でないと判定する。このため、走行レーン判定部164は、車両202(車載器302)は走行レーン101を走行していないと判定し、車線制御装置108は、車載器302との通信を中止する。
The radio wave which originated when running the point R 102 on the driving lane 102, for example, reflected on the ceiling, further reflected by the vehicle 201 traveling on the communication area of the traveling lane 101, the driving lane 101 Assume that the light enters the attached AOA antenna 104. In this case, the position calculation unit 161, a position where the vehicle 201 is reflected radio waves (that is, the position where the vehicle 201 is traveling), and to detect as the estimated transmission source location P 102 of the vehicle-mounted device 302. Thereafter, it is assumed that the radio wave transmitted from the vehicle-mounted device 302 does not enter the AOA antenna 104 without reflecting the ceiling. Then, it is assumed that the vehicle-mounted device 302 has moved positions R 103 , R 104 , and R 105 on the travel lane 102.
In this case, the travel lane determination unit 164 determines whether the travel direction calculated by the travel direction detection unit 163 is along the traveling direction of the corresponding travel lane. In the illustrated example, the direction vector from the estimated transmission position P 101 of the vehicle-mounted device 302 toward P 102 exceeds the range of angles from + α to −α with reference to the traveling direction of the corresponding traveling lane 101.
Therefore, the traveling lane determination unit 164 determines that the moving direction indicated by the estimated transmission positions P 101 and P 102 of the vehicle-mounted device 302 is not the direction along the traveling direction. For this reason, the travel lane determination unit 164 determines that the vehicle 202 (the vehicle-mounted device 302) is not traveling in the travel lane 101, and the lane control device 108 stops communication with the vehicle-mounted device 302.

このように、本実施形態に係る車両検出装置106は、図10に示すような推定発信位置P101,P102が示す移動方向が進行方向に沿っていないと判定し、車両202(車載器302)が走行レーン101を走行していないと判定することができる。このように、推定発信位置P101,P102は通信領域の範囲内であるため、車両検出装置106は、対象となる走行レーン101を走行している可能性のある車両として検出し得る。しかし、本実施形態に係る車両検出装置106は、推定発信位置P101,P102が示す移動方向が進行方向に沿っていないと判定し、車両202(車載器302)は走行レーン101を走行していないと判定することにより、走行レーン101を走行していない車両の検出を抑制することができる。
なお、本実施形態に係る車両検出装置106は、少なくとも3つ以上の推定発信位置P〜Pに基づき、移動方向を検出する。これにより、検出される移動方向の検出精度を高めることができる。
また、本実施形態に係る車両検出装置106の走行レーン判定部164は、少なくとも3つ以上の推定発信位置P〜Pに基づく移動方向を移動方向検出部163によって検出できなかった場合、対応する対象走行レーンを走行していないと判定するものであってもよい。
As described above, the vehicle detection device 106 according to the present embodiment determines that the moving direction indicated by the estimated transmission positions P 101 and P 102 as illustrated in FIG. 10 does not follow the traveling direction, and the vehicle 202 (the vehicle-mounted device 302 ) Is not traveling on the traveling lane 101. Thus, since the estimated transmission positions P 101 and P 102 are within the range of the communication area, the vehicle detection device 106 can detect a vehicle that may be traveling in the target travel lane 101. However, the vehicle detection device 106 according to the present embodiment determines that the moving direction indicated by the estimated transmission positions P 101 and P 102 is not along the traveling direction, and the vehicle 202 (the vehicle-mounted device 302) travels in the travel lane 101. By determining that the vehicle is not traveling, detection of a vehicle that is not traveling on the traveling lane 101 can be suppressed.
Note that the vehicle detection device 106 according to the present embodiment detects the moving direction based on at least three estimated transmission positions P 1 to P 5 . Thereby, the detection accuracy of the detected moving direction can be improved.
Further, the travel lane determination unit 164 of the vehicle detection device 106 according to the present embodiment responds when the movement direction detection unit 163 cannot detect the movement direction based on at least three or more estimated transmission positions P 1 to P 5. It may be determined that the vehicle is not traveling in the target traveling lane.

また、本実施形態に係る車両検出装置106は、推定発信位置が通信領域に含まれていない場合、移動方向に基づいて走行レーン101を走行しているか否かの判定を実行しない。これにより、対象となる走行レーン101を走行している可能性の低い車両についての移動方向判定処理を実行しなくてすむため、処理負荷が軽減される。
さらに、本実施形態に係る車両検出装置106は、推定発信位置が通信領域に含まれている場合、移動方向に基づいて走行レーン101を走行しているか否かの判定を実行する。これにより、対象となる走行レーン101を走行している可能性のある車両の中に、走行レーン101を走行していない可能性の高い車両が含まれているか否かを判定し、走行レーン101を走行していない可能性の高い車両の検出を防止することができる。
Moreover, the vehicle detection apparatus 106 which concerns on this embodiment does not perform the determination whether it is drive | working the driving | running | working lane 101 based on a moving direction, when an estimated transmission position is not contained in a communication area. As a result, it is not necessary to execute the moving direction determination process for a vehicle that is unlikely to travel in the target travel lane 101, and thus the processing load is reduced.
Furthermore, when the estimated transmission position is included in the communication area, the vehicle detection device 106 according to this embodiment determines whether or not the vehicle is traveling on the travel lane 101 based on the moving direction. As a result, it is determined whether vehicles that are likely to travel in the target travel lane 101 include vehicles that are not likely to travel in the travel lane 101. It is possible to prevent detection of a vehicle that is not likely to travel on the road.

また、本実施形態に係る車両検出装置106は、走行レーン101を走行していると判定された車載器に対してのみ通信の確立を許可する。つまり、反射等の影響により通信範囲内に存在していると誤判定された場合であっても、移動方向判定によって走行レーン101を走行していないと判定される。よって、走行レーン101を走行していない車載器と通信が確立されることが防止され、誤って課金処理がなされる事態を回避することができる。
また、本実施形態に係る車両検出装置106は、図3に示した位置判定部162を備えない構成であってもよい。
さらに、本実施形態に係る車両検出装置106は、少なくとも位置演算部161と移動方向検出部163を備える構成であってもよい。この構成により、車両検出装置106は、走行レーンを走行する車両の移動方向を検出することができる。
Moreover, the vehicle detection apparatus 106 according to the present embodiment permits establishment of communication only for the vehicle-mounted device that is determined to be traveling in the travel lane 101. That is, even if it is erroneously determined that the vehicle is within the communication range due to the influence of reflection or the like, it is determined that the vehicle is not traveling on the driving lane 101 by the moving direction determination. Therefore, establishment of communication with the vehicle-mounted device that is not traveling in the traveling lane 101 is prevented, and a situation where the billing process is erroneously performed can be avoided.
Further, the vehicle detection device 106 according to the present embodiment may be configured not to include the position determination unit 162 illustrated in FIG.
Furthermore, the vehicle detection device 106 according to the present embodiment may be configured to include at least the position calculation unit 161 and the movement direction detection unit 163. With this configuration, the vehicle detection device 106 can detect the moving direction of the vehicle traveling on the travel lane.

なお、有料道路等では、複数の走行レーンが並んで設けられている場合が多い。また、場所的に走行レーン同士の間を十分に確保できない場合や、上りの走行レーンと下りの走行レーンとの間が十分に確保できない場合もある。さらに、有料道路の出口付近が非常に狭く、走行レーンの幅、つまり、通信領域の幅が狭い場所などもある。このような場所では、電波吸収パネルを設置スペースも十分に確保できない場合が多々ある。よって、本発明に係る車両検出装置が利用される環境では、本発明は特に有効である。
また、上記実施形態では、車両検出装置106が料金所に設置される例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、通常の走行レーン上において、通信領域が設定される走行レーンに適用可能である。また、走行レーンは有料道路に限られない。
In toll roads and the like, a plurality of traveling lanes are often provided side by side. In addition, there may be a case where a sufficient space between the traveling lanes cannot be secured in some places, or a sufficient space between the upstream traveling lane and the downstream traveling lane cannot be secured. Furthermore, there are places where the vicinity of the exit of the toll road is very narrow and the width of the traveling lane, that is, the width of the communication area is narrow. In such a place, there are many cases where a sufficient space for installing the radio wave absorption panel cannot be secured. Therefore, the present invention is particularly effective in an environment where the vehicle detection device according to the present invention is used.
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in which the vehicle detection apparatus 106 was installed in a toll booth, this invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a traveling lane in which a communication area is set on a normal traveling lane. The driving lane is not limited to a toll road.

なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより工程を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   A program for realizing the function of the processing unit in the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to perform the process. Also good. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

101 走行レーン
102 走行レーン
103 走行レーン
104 AOAアンテナ
105 路側アンテナ
106 車両検出装置
107 中継装置
108 車線制御装置
109 中央処理装置
110 ガントリ
104A AOAアンテナ素子
104B AOAアンテナ素子
104C AOAアンテナ素子
104D AOAアンテナ素子
141 水平位相処理部
142 垂直位相処理部
143A ヘテロダイン変換部
143B ヘテロダイン変換部
143C ヘテロダイン変換部
143D ヘテロダイン変換部
144 局部発振器
145 局部発振器
160 紐付け部
161 位置演算部
162 位置判定部
163 移動方向検出部
164 走行レーン判定部
165 通信制御部
166 記憶部
201 車両
202 車両
203 車両
301 車載器
302 車載器
303 車載器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Travel lane 102 Travel lane 103 Travel lane 104 AOA antenna 105 Roadside antenna 106 Vehicle detection apparatus 107 Relay apparatus 108 Lane control apparatus 109 Central processing unit 110 Gantry 104A AOA antenna element 104B AOA antenna element 104C AOA antenna element 104D AOA antenna element 141 Horizontal Phase processing unit 142 Vertical phase processing unit 143A Heterodyne conversion unit 143B Heterodyne conversion unit 143C Heterodyne conversion unit 143D Heterodyne conversion unit 144 Local oscillator 145 Local oscillator 160 Linkage unit 161 Position calculation unit 162 Position determination unit 163 Traveling direction detection unit 164 Determination unit 165 Communication control unit 166 Storage unit 201 Vehicle 202 Vehicle 203 Vehicle 301 On-vehicle device 302 On-vehicle device 3 3 vehicle-mounted device

Claims (9)

複数の走行レーンのうち対象走行レーンと対応して設けられ、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、前記複数の走行レーンの中から前記対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出装置であって、
前記車載器から受信した電波の到来方向を検出する方向検出部で検出された電波の到来方向に基づいて、前記方向検出部で検出された電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算部と、
前記位置演算部により求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出部と、
前記移動方向検出部で検出された前記移動方向に基づいて、電波を発信した車両が前記対象走行レーンを走行する車両であるか否かを判定する走行レーン判定部とを備えることを特徴とする車両検出装置。
A vehicle that travels in the target travel lane is detected from the plurality of travel lanes based on radio waves that are provided in correspondence with the target travel lane among a plurality of travel lanes and are transmitted from an onboard device mounted on the vehicle. A vehicle detection device for
Based on the arrival direction of the radio wave detected by the direction detection unit that detects the arrival direction of the radio wave received from the vehicle-mounted device, the radio wave detected by the direction detection unit is transmitted from the target travel lane, A position calculation unit for obtaining an estimated transmission position on the target travel lane;
Based on the plurality of estimated transmission positions obtained by the position calculation unit, a movement direction detection unit that detects a movement direction of the estimated transmission position;
And a travel lane determination unit that determines whether a vehicle that has transmitted a radio wave is a vehicle that travels in the target travel lane based on the travel direction detected by the travel direction detection unit. Vehicle detection device.
前記走行レーン判定部は、
前記移動方向検出部によって検出された前記移動方向が、前記対象走行レーンにおける進行方向に沿っている方向である場合、前記対象走行レーンを走行していると判定することを特徴とする請求項1に記載の車両検出装置。
The travel lane determination unit
The travel direction detected by the travel direction detection unit is determined to be traveling in the target travel lane when the travel direction is a direction along the traveling direction in the target travel lane. The vehicle detection device described in 1.
上記車両検出装置は、
前記複数の走行レーンのうちのいずれか一つの前記対象走行レーンに対応して設けられており、
前記位置演算部で求められた位置が、前記対象走行レーン上の定められた範囲内であるか否かを判定する位置判定部をさらに備え、
前記移動方向検出部は、
前記位置判定部で定められた範囲内であることが判定された前記推定発信位置に基づいて前記推定発信位置の移動方向を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両検出装置。
The vehicle detection device is
Provided corresponding to any one of the plurality of travel lanes, the target travel lane,
A position determination unit that determines whether the position obtained by the position calculation unit is within a predetermined range on the target travel lane;
The moving direction detector is
The vehicle detection device according to claim 1, wherein a moving direction of the estimated transmission position is detected based on the estimated transmission position determined to be within a range determined by the position determination unit. .
前記車両検出装置は、
前記走行レーン判定部によって前記対象走行レーンを走行していないと判定された前記車両に搭載された前記車載器との通信を制限する通信制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の車両検出装置。
The vehicle detection device includes:
The communication control part which restrict | limits communication with the said onboard equipment mounted in the said vehicle determined not to drive | work the said target driving | running lane by the said driving | running | working lane determination part is further provided. The vehicle detection apparatus as described in any one of these.
前記移動方向検出部は、
前記位置演算部により求められた複数の前記推定発信位置のうち少なくとも3つ以上の位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出することを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載の車両検出装置。
The moving direction detector is
5. The moving direction of the estimated transmission position is detected based on at least three or more positions among the plurality of estimated transmission positions obtained by the position calculation unit. 6. The vehicle detection device according to one item.
複数の走行レーンのうち対象走行レーンと対応して設けられ、車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、前記複数の走行レーンの中から前記対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出装置であって、
前記車載器から受信した電波の到来方向を検出する方向検出部で検出された電波の到来方向に基づいて、前記方向検出部で検出された電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算部と、
前記位置演算部により求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出部と、を備えることを特徴とする車両検出装置。
A vehicle that travels in the target travel lane is detected from the plurality of travel lanes based on radio waves that are provided in correspondence with the target travel lane among a plurality of travel lanes and are transmitted from an onboard device mounted on the vehicle. A vehicle detection device for
Based on the arrival direction of the radio wave detected by the direction detection unit that detects the arrival direction of the radio wave received from the vehicle-mounted device, the radio wave detected by the direction detection unit is transmitted from the target travel lane, A position calculation unit for obtaining an estimated transmission position on the target travel lane;
A vehicle detection apparatus comprising: a movement direction detection unit that detects a movement direction of the estimated transmission position based on the plurality of estimated transmission positions obtained by the position calculation unit.
前記請求項1から5のうちいずれか一項に記載の車両検出装置と、
前記車両検出装置と通信可能に接続され、前記走行レーン判定部によって前記対象走行レーンを走行していると判定された前記車載器から発信された電波に含まれる情報に基づき、所定の情報処理を実行する車線制御装置と、
を備えることを特徴とする車線制御システム。
The vehicle detection device according to any one of claims 1 to 5,
Predetermined information processing is performed based on information included in radio waves transmitted from the vehicle-mounted device that is communicably connected to the vehicle detection device and is determined to be traveling in the target travel lane by the travel lane determination unit. A lane control device to perform,
A lane control system comprising:
車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、複数の走行レーンの中から対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出方法であって、
前記車載器から受信した電波の到来方向に基づいて、前記電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算ステップと、
前記位置演算ステップにより求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出ステップと、
前記移動方向検出ステップにより検出された前記移動方向に基づいて、電波を発信した車両が前記対象走行レーンを走行する車両であるか否かを判定する走行レーン判定ステップと
を備えることを特徴とする車両検出方法。
A vehicle detection method for detecting a vehicle traveling in a target traveling lane from a plurality of traveling lanes based on radio waves transmitted from an in-vehicle device mounted on the vehicle,
Based on the direction of arrival of radio waves received from the vehicle-mounted device, the position calculation step for obtaining an estimated transmission position on the target travel lane, assuming that the radio waves are transmitted from the target travel lane,
A moving direction detecting step for detecting a moving direction of the estimated transmission position based on the plurality of estimated transmission positions obtained by the position calculating step;
A travel lane determination step for determining whether or not a vehicle that has transmitted a radio wave is a vehicle that travels in the target travel lane based on the travel direction detected by the travel direction detection step. Vehicle detection method.
車両に搭載された車載器から発信される電波に基づいて、複数の走行レーンのうち対象走行レーンを走行する車両を検出する車両検出装置を動作させるコンピュータを、
前記車載器から受信した電波の到来方向を検出する方向検出部で検出された電波の到来方向に基づいて、前記方向検出部で検出された電波が前記対象走行レーン上から発信されたものとして、前記対象走行レーン上の推定発信位置を求める位置演算手段、
前記位置演算手段により求められた複数の前記推定発信位置に基づいて、前記推定発信位置の移動方向を検出する移動方向検出手段、
前記移動方向検出手段で検出された前記移動方向に基づいて、電波を発信した車両が前記対象走行レーンを走行する車両であるか否かを判定する走行レーン判定手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
A computer that operates a vehicle detection device that detects a vehicle traveling in a target traveling lane among a plurality of traveling lanes based on radio waves transmitted from an in-vehicle device mounted on the vehicle,
Based on the arrival direction of the radio wave detected by the direction detection unit that detects the arrival direction of the radio wave received from the vehicle-mounted device, the radio wave detected by the direction detection unit is transmitted from the target travel lane, Position calculating means for obtaining an estimated transmission position on the target travel lane;
A moving direction detecting means for detecting a moving direction of the estimated transmitting position based on the plurality of estimated transmitting positions obtained by the position calculating means;
Based on the moving direction detected by the moving direction detecting means, the vehicle is caused to function as a traveling lane determining means for determining whether or not a vehicle that has transmitted a radio wave is a vehicle traveling in the target traveling lane. program.
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