JP2019185263A - Road-side wireless device and communication method for road-side wireless device - Google Patents
Road-side wireless device and communication method for road-side wireless device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019185263A JP2019185263A JP2018073335A JP2018073335A JP2019185263A JP 2019185263 A JP2019185263 A JP 2019185263A JP 2018073335 A JP2018073335 A JP 2018073335A JP 2018073335 A JP2018073335 A JP 2018073335A JP 2019185263 A JP2019185263 A JP 2019185263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- communication
- arrival
- vehicle
- radio wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
この発明は、電子料金収受システムにおける路側無線装置と車載器との通信技術に関する。 The present invention relates to a communication technique between a roadside apparatus and an in-vehicle device in an electronic toll collection system.
料金所及び高速道路上に電子料金収受システムの設備として路側無線装置が設置される。
路側無線装置は、車両に搭載されている車載器とDSRC(Dedicated Short Range Communications)通信を行い、課金処理等を実施する。路側無線装置は、道路上に通信領域を形成し、車載器から受信した電波の受信電力強度値(RSSI)が閾値を超えた場合、通信領域内に車両が進入したと判定し、DSRC通信を行う。
Roadside radio equipment is installed on the toll booth and highway as equipment for the electronic toll collection system.
The roadside apparatus performs DSRC (Dedicated Short Range Communications) communication with an in-vehicle device mounted on the vehicle, and performs billing processing and the like. When the roadside wireless device forms a communication area on the road and the received power intensity value (RSSI) of the radio wave received from the vehicle-mounted device exceeds the threshold, the roadside device determines that the vehicle has entered the communication area and performs DSRC communication. Do.
従来の路側無線装置は屋外での通信設備であるため、車載器から送信された電波が構造物又は車両といった物体に反射してマルチパス波が発生する。そして、従来の路側無線装置は、マルチパス波が影響して通信対象ではない車載器と通信を行い、誤課金してしまう場合がある。この事象を軽減するため、電波吸収帯を設置し反射を軽減できる様に運用している場所でも、この事象が発生してしまうことがある。
この発明は、通信対象ではない車載器と通信が行われる可能性を低くすることを目的とする。
Since the conventional roadside wireless device is an outdoor communication facility, a radio wave transmitted from the vehicle-mounted device is reflected by an object such as a structure or a vehicle, and multipath waves are generated. And the conventional roadside radio | wireless apparatus may communicate with the onboard equipment which is not communication object under the influence of a multipath wave, and may charge in error. In order to reduce this phenomenon, this event may occur even in a place where a radio wave absorption band is installed and operated so that reflection can be reduced.
An object of the present invention is to reduce the possibility of communication with a vehicle-mounted device that is not a communication target.
この発明に係る路側無線装置は、
電子料金収受システムにおける路側無線装置であり、
車載器から受信した電波の到来角を計算する計算部と、
前記計算部によって計算された前記到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う通信部と
を備える。
The roadside apparatus according to the present invention is:
A roadside wireless device in an electronic toll collection system,
A calculation unit for calculating the angle of arrival of radio waves received from the vehicle-mounted device;
A determination unit that determines whether the angle of arrival calculated by the calculation unit is an angle indicating the inside of a communication area;
And a communication unit that communicates with the vehicle-mounted device when the determination unit determines that the arrival angle is an angle indicating the inside of the communication area.
この発明では、車載器から受信した電波の到来角が通信領域内を示す角度である場合に、車載器との通信を行う。これにより、通信対象ではない車載器と通信が行われる可能性を低くすることができる。 In this invention, when the arrival angle of the radio wave received from the vehicle-mounted device is an angle indicating the inside of the communication area, communication with the vehicle-mounted device is performed. Thereby, possibility that communication with the vehicle equipment which is not communication object will be performed can be made low.
実施の形態1.
***構成の説明***
図1を参照して、実施の形態1に係る路側無線装置10の構成を説明する。
路側無線装置10は、料金所又は高速道路上に設置される電子料金収受システムの設備である。
*** Explanation of configuration ***
With reference to FIG. 1, the structure of the
The
路側無線装置10は、主アンテナ11と、通信部12と、測角アンテナ13と、測角計算部14とを備える。通信部12は、主送信部121と、主受信部122と、共用部123とを備える。測角計算部14は、測角受信部141と、計算部142と、判定部143とを備える。
The
通信部12及び測角計算部14の機能は、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。
機能がソフトウェアによって実現される場合には、路側無線装置10はプロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、プロセッシングを行うIC(Integrated Circuit)であり、CPU(Central Processing Unit)が想定される。メモリは、ROM(Read Only Memory)又はメモリカードが想定される。そして、機能を実現するためのプログラムがメモリに記憶され、プログラムがプロセッサにより読み込まれ実行される。これにより、機能が実現される。
機能がハードウェアによって実現される場合には、路側無線装置10は機能を実現するための電子回路を備える。電子回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA(Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、又は、FPGA(Field−Programmable Gate Array)が想定される。
The functions of the
When the function is realized by software, the
When the function is realized by hardware, the
***動作の説明***
図2及び図3を参照して、実施の形態1に係る路側無線装置10の動作を説明する。
実施の形態1に係る路側無線装置10の動作は、実施の形態1に係る路側無線装置10の通信方法に相当する。また、実施の形態1に係る路側無線装置10の動作は、実施の形態1に係る路側無線装置10の通信プログラムの処理に相当する。
*** Explanation of operation ***
With reference to FIG.2 and FIG.3, operation | movement of the
The operation of the
(ステップS11:事前通信処理)
通信部12の主送信部121は、共用部123及び主アンテナ11を介して、車両に搭載された車載器20にFCMC(Frame Control Message Channel)と呼ばれる信号を一定間隔毎に送信する。
車載器20はFCMCを受信すると、ACTC(ACTivation Channel)と呼ばれる信号を路側無線装置10に送信する。すると、通信部12の主受信部122は、主アンテナ11及び共用部123を介して、ACTCを受信する。また、測角計算部14の測角受信部141は、測角アンテナ13を介して、ACTCを受信する。
(Step S11: Prior communication process)
The
When the in-vehicle device 20 receives the FCMC, the on-vehicle device 20 transmits a signal called ACTC (ACTIVation Channel) to the
(ステップS12:LID抽出処理)
測角計算部14の計算部142は、ステップS11で測角受信部141によって受信されたACTCからLID(車載器固有情報)を抽出する。また、計算部142は、ステップS11で主受信部122によって受信されたACTCから抽出されたLIDを取得する。
(Step S12: LID extraction process)
The
(ステップS13:LID判定処理)
測角計算部14の計算部142は、ステップS12で測角受信部141によって受信されたACTCから抽出されたLIDと、ステップS12で取得された、主受信部122によって受信されたACTCから抽出されたLIDとが一致するか否かを判定する。
計算部142は、一致する場合には、処理をステップS14に進める。一方、計算部142は、一致しない場合には、追尾回数に0を設定した上で処理をステップS11に戻す。
(Step S13: LID determination processing)
The
If they match, the
(ステップS14:到来角計算処理)
測角計算部14の計算部142は、ステップS11で測角受信部141によって受信されたACTCの電波の到来角を計算する。電波の到来角の計算方法は後述する。
(Step S14: Arrival angle calculation process)
The
(ステップS15:到来角判定処理)
測角計算部14の判定部143は、ステップS14で計算された到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する。具体的には、図3に示すように、判定部143は、電波の到来角の水平面角度及び垂直面角度が、事前に設定された通信領域30の範囲内を示す角度であるか否かを判定する。通信領域30は、白線に挟まれた車線内の一部の領域等が設定される。
(Step S15: Arrival angle determination process)
The
測角計算部14の判定部143は、到来角が通信領域内を示す角度でない場合には、処理をステップS16に進める。
一方、判定部143は、到来角が通信領域内を示す角度である場合には、追尾回数に1加算した上で、追尾回数が基準回数と等しいか否かを判定する。判定部143は、追尾回数が基準回数と等しい場合には、処理をステップS17に進める。一方、判定部143は、追尾回数が基準回数と等しくない場合には、処理をステップS11に戻す。
If the angle of arrival is not an angle indicating the communication area, the
On the other hand, when the arrival angle is an angle indicating the communication area, the
(ステップS16:BST破棄処理)
測角計算部14の判定部143は、料金計算等を行う制御装置にNGLID情報を送信して、BST(Beacon Service Tabel)割付を破棄させる。そして、判定部143は、追尾回数に0を設定した上で処理をステップS11に戻す。
(Step S16: BST discarding process)
The
(ステップS17:通信処理)
通信部12の主送信部121は、BSTと呼ばれる路側無線装置10が提供するサービス情報を車載器20に送信する。車載器20はBSTを受信すると、VST(Vehicle Service Tabel)と呼ばれる、移動局の初期設定情報を路側無線装置10に送信する。
(Step S17: Communication processing)
The
つまり、図3に示すように、計算部142は、車載器20から繰り返し受信した各電波の到来角を計算し、判定部143は、各電波について到来角が通信領域30内を示す角度であるか否かを判定する。そして、通信部12は、基準回数連続して車載器20から受信した電波についての到来角が全て通信領域30内を示す角度であると判定された場合に、車載器20との通信を行う
That is, as shown in FIG. 3, the
図4及び図5を参照して、図2のステップS14における電波の到来角の計算方法を説明する。
図4に示すように、実施の形態1では、測角アンテナ13は、縦横に8素子ずつ、合計64個の素子が並べられたアレーアンテナである。測角アンテナ13は、64個の素子それぞれにより電波を受信する。計算部142は、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)法を用いて、電波の到来角を計算する。
具体例としては、図4に示すように、計算部142は、64個の素子のうちの縦横に2素子ずつ並んだ4個の素子を用いる。計算部142は、4個の素子を、縦に2個の素子が並んだサブアレー#1及びサブアレー#2として扱うとともに、横に2個の素子が並んだサブアレー#3及びサブアレー#4として扱う。計算部142は、サブアレー#1及びサブアレー#2を用いて、ESPRIT法により水平方向の到来角を計算する。また、計算部142は、サブアレー#3とサブアレー#4を用いて、ESPRIT法により垂直方向の到来角を計算する。これにより、水平方向及び垂直方向の到来角が特定され、車載器20を搭載した車両の位置を特定することができる。
With reference to FIG.4 and FIG.5, the calculation method of the arrival angle of the electromagnetic wave in step S14 of FIG. 2 is demonstrated.
As shown in FIG. 4, in the first embodiment, the
As a specific example, as shown in FIG. 4, the
図5を参照して、サブアレー#1及びサブアレー#2を例とした場合の到来角の計算方法を説明する。素子間の距離が2dであるとする。このとき、到来角θ1の電波Xと到来角θ2の電波Yとの2つの電波が受信されたとする。すると、電波Xについては、サブアレー#1とサブアレー#2との間には2d・sinθ1だけ伝搬経路の距離差があり、この距離差からサブアレー#1とサブアレー#2との間には位相差Φ1=exp(j2π・(2d・sinθ1)/λ)がある。同様に、電波Yについては、サブアレー#1とサブアレー#2との間には、2d・sinθ2だけ伝搬経路の距離差があり、この距離差からサブアレー#1とサブアレー#2との間には位相差Φ2=exp(j2π・(2d・sinθ2)/λ)がある。
数1に示すように行列Φを定義する。また、サブアレー#1で受信された電波の振幅及び位相を示す行列をA1とし、サブアレー#2で受信された電波の振幅及び位相を示す行列をA2とする。すると、A1=A2Φと表すことができ、A2 −1A1=Φとなる。この式から到来角θ1,θ2が計算できる。
As shown in
サブアレー#3及びサブアレー#4を用いた場合にも同様に到来角を計算可能である。
The arrival angle can be calculated in the same manner when
***実施の形態1の効果***
以上のように、実施の形態1に係る路側無線装置10は、車載器20から受信した電波の到来角が通信領域30内を示す角度である場合に、車載器20との通信を行う。これにより、通信対象ではない車載器20と通信が行われることを減らすことができる。
つまり、実施の形態1に係る路側無線装置10は、車両の位置を把握することにより、マルチパスが発生する可能性がある環境下であっても、通信対象の車載器20とのみ通信を行うことが可能になる。
*** Effects of
As described above, the
That is, the
***他の構成***
<変形例1>
実施の形態1では、電波の到来角のみに基づき通信をするか否かが判定された。しかし、車載器から受信した電波の受信電力強度値が閾値よりも高いか否かも考慮して、通信をするか否かが判定されてもよい。
つまり、判定部143は、ステップS11で主受信部122によって受信された電波の受信強度が閾値より高いか否かを判定する。そして、通信部12は、受信強度が閾値より高く、かつ、基準回数連続して車載器20から受信した電波についての到来角が全て通信領域30内を示す角度であると判定された場合に、車載器20との通信を行う。
*** Other configurations ***
<
In the first embodiment, whether or not to perform communication is determined based only on the arrival angle of radio waves. However, whether to perform communication may be determined in consideration of whether the received power intensity value of the radio wave received from the vehicle-mounted device is higher than a threshold value.
That is, the
10 路側無線装置、11 主アンテナ、12 通信部、121 主送信部、122 主受信部、123 共用部、13 測角アンテナ、14 測角計算部、141 測角受信部、142 計算部、143 判定部、20 車載器、30 通信領域。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
車載器から受信した電波の到来角を計算する計算部と、
前記計算部によって計算された前記到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う通信部と
を備える路側無線装置。 A roadside wireless device in an electronic toll collection system,
A calculation unit for calculating the angle of arrival of radio waves received from the vehicle-mounted device;
A determination unit that determines whether the angle of arrival calculated by the calculation unit is an angle indicating the inside of a communication area;
A roadside radio apparatus comprising: a communication unit that communicates with the vehicle-mounted device when the determination unit determines that the arrival angle is an angle indicating the inside of the communication area.
前記判定部は、前記各電波について前記到来角が前記通信領域内を示す角度であるか否かを判定し、
前記通信部は、基準回数連続して前記車載器から受信した電波についての前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う
請求項1に記載の路側無線装置。 The calculation unit calculates the arrival angle of each radio wave repeatedly received from the on-vehicle device,
The determination unit determines whether the arrival angle is an angle indicating the inside of the communication area for each radio wave,
The communication unit performs communication with the vehicle-mounted device when it is determined that the arrival angle of the radio wave received from the vehicle-mounted device for a reference number of times is an angle indicating the inside of the communication area. The roadside radio device according to the above.
前記通信部は、前記受信強度が前記閾値より高く、かつ、前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う
請求項1に記載の路側無線装置。 The determination unit determines whether the reception intensity of the radio wave is higher than a threshold value,
2. The communication unit according to claim 1, wherein the communication unit performs communication with the vehicle-mounted device when it is determined that the reception intensity is higher than the threshold and the angle of arrival is an angle indicating the inside of the communication area. Roadside radio device.
前記計算部は、前記複数の素子で受信された前記電波の位相差から前記到来角を計算する
請求項1から3までのいずれか1項に記載の路側無線装置。 The roadside apparatus receives the radio wave by a plurality of elements constituting an array antenna,
The roadside wireless device according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation unit calculates the angle of arrival from a phase difference between the radio waves received by the plurality of elements.
車載器から受信した電波の到来角を計算し、
計算された前記到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定し、
前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う路側無線装置の通信方法。 A communication method for a roadside wireless device in an electronic toll collection system,
Calculate the arrival angle of the radio wave received from the OBE,
It is determined whether the calculated arrival angle is an angle indicating the communication area,
A communication method of a roadside apparatus that performs communication with the vehicle-mounted device when it is determined that the angle of arrival is an angle indicating the inside of the communication area.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018073335A JP6991096B2 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Communication method of roadside wireless device and roadside wireless device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018073335A JP6991096B2 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Communication method of roadside wireless device and roadside wireless device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019185263A true JP2019185263A (en) | 2019-10-24 |
JP6991096B2 JP6991096B2 (en) | 2022-01-12 |
Family
ID=68341244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018073335A Active JP6991096B2 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Communication method of roadside wireless device and roadside wireless device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6991096B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004239771A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Toshiba Corp | Device and method for measuring arrival direction |
JP2006250812A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Toshiba Corp | Radar installation |
JP2008107945A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Onboard apparatus, automatic toll collecting computer program and automatic toll collecting system |
JP2012128649A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Toshiba Corp | Radio wave emission source detection sensor, automatic toll collection system and road-side unit |
JP2012247958A (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | Information processing device and etc system |
-
2018
- 2018-04-05 JP JP2018073335A patent/JP6991096B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004239771A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Toshiba Corp | Device and method for measuring arrival direction |
JP2006250812A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Toshiba Corp | Radar installation |
JP2008107945A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Onboard apparatus, automatic toll collecting computer program and automatic toll collecting system |
JP2012128649A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Toshiba Corp | Radio wave emission source detection sensor, automatic toll collection system and road-side unit |
JP2012247958A (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | Information processing device and etc system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6991096B2 (en) | 2022-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nguyen et al. | Enhancing misbehavior detection in 5G vehicle-to-vehicle communications | |
US9148867B2 (en) | Wireless communication apparatus and wireless positioning system | |
US6930638B2 (en) | Passive moving object detection system and method using signals transmitted by a mobile telephone station | |
US20150189619A1 (en) | Method, apparatus, and computer program product for secure distance bounding based on direction measurement | |
RU2001101897A (en) | ROAD MONITORING DEVICE FOR MONITORING INSTALLED ON THE VEHICLE VEHICLE TO DETERMINE THE ROAD USE CHARGES | |
WO2022077455A1 (en) | Communication method and apparatus | |
EP3394633B1 (en) | Device in a car for communicating with at least one neighboring device, corresponding method and computer program product. | |
CN109993841A (en) | Multimode roadside unit RSU equipment and drive-in toll ETC system | |
JP2022161955A (en) | Information processing device, information processing method, and server | |
CN107507285B (en) | Vehicle detection method and vehicle detection device of ETC system | |
CN109727453B (en) | Passive radar system for highway traffic monitoring and monitoring method thereof | |
JP3579761B2 (en) | Toll gate communication equipment | |
EP4155776A1 (en) | Base station determination method, apparatus and device, and computer storage medium | |
EP4292320A1 (en) | Context dependent v2x misbehavior detection | |
JP6991096B2 (en) | Communication method of roadside wireless device and roadside wireless device | |
JP6705609B1 (en) | Roadside communication device and roadside-vehicle communication method | |
CN106574968A (en) | Pedestrian detection | |
CN115708142A (en) | Method and device for verifying vehicle-to-outside interaction information for controlling traffic flow | |
JP2004040168A (en) | Radio station direction estimating/radio wave emitting apparatus | |
JP2004282591A (en) | On-vehicle communication terminal for narrow-band communication | |
CN116264477A (en) | Beam scanning method and device and computer readable storage medium | |
JP2013098772A (en) | Communication device, automatic toll collection system, and automatic toll collection method | |
Zhang et al. | WAVE-based vehicle localization with fuzzy filter for autopilot in a free-flow toll station | |
US12015969B2 (en) | Vehicle tracking system using smart-phone as active transponder | |
JP3304865B2 (en) | Automatic toll collection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200603 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210518 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210817 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6991096 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |