JP3201154B2 - 移動体識別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信エリア内に存在す
る移動体に付された応答ユニットに対してアンテナユニ
ットから質問信号を送信すると共に、その応答ユニット
からの応答信号を受信することによりその応答ユニット
を識別するようにした移動体識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の移動体識別装置としては、例え
ば、有料道路等における料金徴収システムに利用された
ものがある。これは、図１４に示すように、５つのレー
ン１ａ〜１ｅを有する有料道路１を通行する自動車２に
あらかじめ応答ユニットとしての車載器（Invehicle Un
it，以下ＩＵと略称する）３をフロントガラスの上部中
央付近に配設するようにし、有料道路１の所定箇所には
その自動車２のＩＵ３と通信するためのアンテナユニッ
ト４ａ〜４ｅを設置したゲート５が設けられた構成とし
ている。

【０００３】そして、コントローラ６によりアンテナユ
ニット４ａ〜４ｅから通信エリア７ａ〜７ｅにパイロッ
ト信号を所定周期で繰り返し出力し、通信エリア７ａ〜
７ｅ内を通過する自動車２のＩＵ３からそのパイロット
信号に対応してパイロット応答信号が出力されると、以
後、コントローラ６によりアンテナユニット４から料金
徴収処理をするための読出し信号や書込み信号等の質問
信号を送信し、これに対する質問応答信号を受信するよ
うにしている。

【０００４】この場合、ＩＵ３は、パイロット応答信号
あるいは質問応答信号を自ら電波信号として出力するの
ではなく、アンテナユニット４ａ〜４ｅ側からパイロッ
ト信号あるいは質問信号を送信した後に無変調の搬送電
波を出力し、ＩＵ３においては、この搬送電波を応答信
号で変調して反射することによりアンテナユニット４ａ
〜４ｅ側に応答するようにしている。つまり、ＩＵ３側
においては、電波を出力するための発振回路や電源等が
不要となり、簡単且つ小形で安価なＩＵ３を形成するこ
とができるものである。

【０００５】また、応答信号を受信したアンテナユニッ
ト４ａ〜４ｅ側においては、コントローラ６において入
力された質問信号に基づいて、識別コードや道路の使用
に応じた料金徴収データあるいは残金データの処理等を
行い、最終的にメインコンピュータなどのデータ処理装
置８に処理結果を送信するようになっている。これによ
り、有料道路１の利用者に対して、インターチェンジな
どにおいてその都度自動車２を停車して料金徴収処理の
ためのカードや金銭の授受を行う必要がなくなり、有料
道路で発生しやすい料金所における渋滞を解消すると共
に、金銭授受やカード授受等の煩わしい取扱い作業をな
くすことができ、また、料金所の従業員にとっては、自
動車から発せられる排気ガスによる健康上の害を受ける
ことがなくなるという利点もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
自動料金徴収システムを導入するに当たり、有料道路１
のレーンの本数が多い場合や、反対側車線のレーンにも
設ける場合などでアンテナユニットの設置台数が非常に
多くなる場合や、あるいは多数のアンテナユニットをグ
ループに分けてそれらをそれぞれアンテナコントローラ
で通信制御を行わせると共に、それらのアンテナユニッ
トから受信した通信結果のデータを一括して処理しよう
とする場合には、それら個々のアンテナユニットとコン
トローラとの間を接続するケーブルの本数が非常に多く
なると共に、コントローラ間でのデータの授受や連携動
作を行わせることが難しくなり、これらを一括して集中
制御する場合には非常に複雑な構成となる。

【０００７】また、一旦設置されたシステムにアンテナ
ユニットを増設したい場合や、それらのアンテナユニッ
トの動作を変更したい場合などにおいても、コントロー
ラの接続構成や制御内容を変更したり、アンテナユニッ
トの信号出力タイミングを変更するためには非常に面倒
な作業が必要となると共に、それに対応する設備を新た
に導入するなどで、コスト面においても高くなる不具合
がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、設置するアンテナユニットやアンテナ
コントローラの台数を変更するのが簡単となり、しかも
それらの間を接続する配線の処理も簡略化することがで
き、設置後にアンテナユニットやアンテナコントローラ
を増設したりアンテナコントローラ間での連携動作も簡
単に行うことができて全体として安価にインテリジェン
ト化を計ることができるようにした移動体識別装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の移動体識別装置
は、移動体に設けられ、質問信号を受信するとこれに続
いて受信する無変調の搬送電波を応答信号で変調して送
信する応答ユニットと、複数の通信エリアのそれぞれに
対応して設けられ、送信許可信号が与えられると質問信
号を各通信エリア内に送信すると共にこれに続いて前記
搬送電波を送信して各通信エリア内に存在する前記応答
ユニットからの応答信号を受信する複数のアンテナユニ
ットと、これら複数のアンテナユニットに共通に接続さ
れるＬＡＮ回線と、このＬＡＮ回線に接続され、前記複
数のアンテナユニットを複数のグループに分けてそれら
各グループ毎に設けられ、自己のグループ内の前記アン
テナユニットに対して前記送信許可信号を個別に指定し
て与えると共に、前記受信された応答信号を受けて前記
応答ユニットに対応する前記移動体を識別する複数のコ
ントローラを備え、 前記複数のアンテナユニットを、前
記複数のグループのうちの指定されたグループ番号を記
憶し、前記ＬＡＮ回線を通じて自己のグループに宛てら
れた前記送信許可信号を受信すると前記質問信号を自己
の通信エリア内に送信すると共にこれに続いて前記搬送
電波を送信して各通信エリア内に存在する前記応答ユニ
ットからの応答信号を受信するように構成し、 前記複数
のコントローラのうちの特定のコントローラを、前記複
数のアンテナユニットのすべてに対して前記ＬＡＮ回線
を通じて前記グループ番号を含んだ前記送信許可信号を
送信するように構成したところに特徴を有する。

【００１０】

【００１１】また、前記複数のアンテナユニットのうち
の少なくとも隣接する前記通信エリア間で重複領域を有
するアンテナユニットを、前記応答ユニットの受信可能
な周波数領域内で互いに異なる周波数で前記質問信号を
送信するように構成し、前記コントローラを、前記通信
エリアの重複領域を有するアンテナユニットのそれぞれ
に前記送信許可信号を異なるタイミングで与えるように
構成することが好ましい。

【００１２】さらに、前記コントローラを、前記複数の
アンテナユニットのうちの隣接する前記通信エリア間で
重複領域を有し且つその重複領域を通信不能領域として
設定するアンテナユニットのそれぞれに対して、前記通
信許可信号を同じタイミングで与えるように構成するこ
ともできる。

【００１３】そして、上記各構成において、前記移動体
の通過を検出する通過検出手段と、前記移動体を撮影可
能なカメラと、前記アンテナユニットにより前記応答ユ
ニットからの応答信号の受信がない状態で前記通過検出
手段により前記移動体の通過検出があったときに、前記
カメラによりその移動体を撮影記録させる補助手段とを
設ける構成とすると良い。

【００１４】

【作用および発明の効果】請求項１記載の移動体識別装
置によれば、複数のアンテナユニットとコントローラと
の間をＬＡＮ回線で共通に接続し、コントローラにより
制御対象となるアンテナユニットを個別に指定した送信
許可信号を与えることにより動作を制御することができ
るようになり、コントローラから各一対一で配線して制
御を行う構成の場合に比べて、配線が簡単になると共
に、アンテナユニットを増設する場合や送信許可信号の
指定を変更する場合などにおいても機械的な配線や設備
の変更を行うことなく簡単に接続して動作制御を行うこ
とができるようになる。

【００１５】そして、ＬＡＮ回線に対して、複数のアン
テナユニットと共に複数のコントローラが共通に接続さ
れており、ひとつのコントローラによりアンテナユニッ
トのそれぞれに個別に指定した送信許可信号を送信する
ことによりすべてのアンテナユニットの通信信号の送信
タイミングを統一して制御することができると共に、各
コントローラは、自己のグループに属するアンテナユニ
ットが受信した応答ユニットからの応答信号を受信して
その信号処理を行うことができ、また、それらの応答結
果を一括して処理することもできるようになる。また、
このように、ひとつのコントローラによりすべてのアン
テナユニットに対してグループ毎に送信許可信号を送信
する方式であるので、例えば、アンテナユニットの属す
るコントローラを変更したり、送信許可信号を送信する
グループを変更することが簡単に行える。

【００１６】請求項２記載の移動体識別装置によれば、
隣接する通信エリアが重複する領域を有する設定とする
場合には、コントローラにより、それらの送信許可信号
の送信タイミングをずらすように設定するので、その重
複する領域を移動体の応答ユニットが通過する場合で
も、いずれか一方から先に通信信号を受けて通信を開始
することができるので、重複する領域内で両方のアンテ
ナユニットから同時に通信信号を受けて通信不能となる
ことがなくなり、確実に応答ユニットとの通信を行うこ
とができるようになる。これにより、重複する領域を設
定して通信領域を連続して広い領域に設定することがで
きるようになる。

【００１７】請求項３記載の移動体識別装置によれば、
隣接する通信エリアが重複する領域を有する設定とする
場合に、その重複する領域内ではいずれのアンテナユニ
ットとも通信を行いたくない場合、つまり通信不能領域
としたい場合に、コントローラにより、それら通信エリ
アが重複する領域を設定しているアンテナユニットに同
時に送信許可信号を与えるように設定するので、その重
複する領域を通過する移動体の応答ユニットは両者から
同時に異なる周波数の通信信号を受けることになり、そ
の応答信号を正しいデータとして認識できなくなる。こ
れにより、いずれかのアンテナユニットにより設定され
た確定した通信エリアを通過する移動体の応答ユニット
のみと確実に通信を行えるようになり、いずれのアンテ
ナユニットに属する領域か確定していない重複する領域
では通信を行わないようにすることができる。

【００１８】請求項４記載の移動体識別装置によれば、
上述の場合に、重複する領域を通過する移動体の応答ユ
ニットとは通信をしないので、その重複する領域を通過
する移動体を検出するように通過検出手段を設けておく
ことにより、補助手段により、通信結果が得られていな
い移動体を検出したときにカメラにより撮影して記録す
ることにより、識別動作を補助することができるように
なる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を有料道路の料金徴収システム
に適用した場合の第１の実施例について図１ないし図６
を参照しながら説明する。まず、全体の概略構成を示す
図１において、料金徴収処理を行うべき有料道路２０
は、中央分離帯２０ａで上下線２１，２２に分離した各
３レーン２１ａ，２１ｂ，２１ｃおよび２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを有する道路である。

【００２０】移動体としての自動車２３は、車室内の例
えばフロントガラス中央上部近傍に応答ユニットである
車載器（In-vehicle Unit ；以下ＩＵと略称する）２４
をそれぞれ搭載した状態で走行するようにしている。有
料道路２０には、図示のように、所定位置にゲート２５
および２６が道路を跨ぐように配設されている。この場
合、ゲート２５は上り線２１および下り線２２の両方を
跨ぐように設置されており、ゲート２６は下り線２２の
みを跨ぐように設置されている。

【００２１】そして、これら各ゲート２５，２６には、
各レーン２１ａ〜２２ｃの上方に対応した位置にそれぞ
れアンテナユニット２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃ，
２９ａ〜２９ｃの合計９個のアンテナユニットが配設さ
れている。アンテナユニット２７ａ〜２７ｃのそれぞれ
は、通信エリア３０ａ〜３０ｃをレーン２１ａ〜２１ｃ
の路面に向けて斜め下方に設定し、アンテナユニット２
８ａ〜２８ｃは通信エリア３１ａ〜３１ｃをレーン２２
ａ〜２２ｃの路面に向けて斜め下方に設定し、アンテナ
ユニット２９ａ〜２９ｃは通信エリア３２ａ〜３２ｃを
レーン２２ａ〜２２ｃの路面に向けて斜め下方に設定し
ている。また、通信エリア３０ａ〜３０ｃ，３１ａ〜３
１ｃ，３２ａ〜３２ｃの各グループは、図示のように、
隣接するもの同士が一部互いに重なるように設定されて
おり、その領域をそれぞれ重複通信エリア３３ａ，３３
ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂとしている。

【００２２】９個のアンテナユニット２７ａ〜２９ｃ
は、共通にしてＬＡＮ回線３６に接続されている。ま
た、このＬＡＮ回線３６には、３つのアンテナコントロ
ーラ（以下コントローラと略称する）３７，３８，３９
が共通に接続されている。コントローラ３７〜３９は、
それぞれＬＡＮ回線３６を通じてアンテナユニット２７
ａ〜２７ｃ，２８ａ〜２８ｃ，２９ａ〜２９ｃの送受信
の制御を行なう。また、コントローラ３７〜３９は、ホ
ストコンピュータ等の信号処理装置４０と通信データの
授受を行なうように接続されている。図２は、このよう
なＬＡＮ回線３６で共通に接続される９個のアンテナユ
ニット２７ａ〜２９ｃおよび３個のコントローラ３７〜
３９を示すとともに、コントローラ３７〜３９と信号処
理装置４０との概念的な接続状態を示すものである。な
お、コントローラ３７〜３９と信号処理装置４０とをＬ
ＡＮ回線３６で接続する構成とすることもできる。

【００２３】図３は電気的構成を示すもので、まず、ア
ンテナユニット２７ａの構成について述べる。送受信用
のアンテナ４１は、例えば、プリント基板上に作られた
マイクロストリップラインによるパッチアンテナ等を用
いたもので、指向性の向上および遠距離通信対応のため
にそのパッチアンテナを複数個配列したアレーアンテナ
として構成されているものである。

【００２４】変調回路４２は、発振器４３から与えられ
る周波数（ＩＵ２４が受信可能な周波数帯域の周波数）
の発振出力を搬送電波としてこれにユニット制御回路４
４から与えられるパイロット信号，質問信号で変調し、
サーキュレータ４５を介してアンテナ４１に出力するも
のである。この場合、発振器４３は、所定周波数領域と
して割当てられた例えば２．４５ＧＨｚ帯の準マイクロ
波を搬送電波として出力するために、その周波数帯域の
うちの周波数ｆで発振出力を発生する。なお、アンテナ
４１は、発振器４３により設定された周波数ｆの狭い範
囲の電波のみを選択的に受信するように構成されてい
る。

【００２５】復調等の信号処理を行なう受信回路４６は
混合器４７に接続されており、混合器４７には発振器４
３から搬送電波が与えられると共に、サーキュレータ４
５を介してアンテナ４１が受信した応答信号に応じた電
波信号が与えられるようになっている。搬送電波と応答
信号に応じた電波信号とは混合器４７にて合成された
後、受信回路４６に与えられる。受信回路４６は、与え
られた合成信号を復調して応答信号を得ると共に、ユニ
ット制御回路４４に対して出力するようになっている。

【００２６】ユニット制御回路４４は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭなどから構成されるもので、後述するように
あらかじめ記憶された通信プログラムにより、変調回路
４２および受信回路４６との間の信号の授受を行うよう
になっている。そして、ユニット制御回路４４は、イン
ターフェース回路４８を介してＬＡＮ回線３６に接続さ
れており、そのＬＡＮ回線３６を通じてコントローラ３
７〜３９との通信を行うようになっている。電源回路４
９は図示しない交流電源から給電されると、所定の直流
電圧に変換してアンテナユニット２７ａ内の各回路に給
電するようになっている。

【００２７】他の８個のアンテナユニット２７ｂ〜２９
ｃにおいては、発振器４３の発振周波数ｆが異なる点を
除いてアンテナユニット２７ａと同様の構成となってい
る。すなわち、例えばアンテナユニット２７ａの発振器
４３の発振周波数をｆ１とすると、アンテナユニット２
７ｂ，２７ｃはそれぞれｆ２，ｆ３として設定され、他
のアンテナユニット２８ａ〜２８ｃおよび２９ａ〜２９
ｃも同様にそれぞれ発振周波数がｆ１〜ｆ３に割り当て
られている。これらの発振周波数ｆ１〜ｆ３はＩＵ２４
が受信可能な周波数帯域内で割り当てられた周波数に設
定されており、隣接するアンテナユニット同士間で周波
数がなるべく離れた値となるように設定されている。

【００２８】次に、コントローラ３７において、コント
ロール回路５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどから構
成されるもので、あらかじめ記憶された通信プログラム
によりアンテナユニット２７ａ〜２９ｃのいずれかとあ
るいはグループと通信するようになっている。そして、
コントロール回路５０は、インターフェース回路５１を
介してＬＡＮ回線３６に接続されている。電源回路５２
は図示しない交流電源から給電されると、所定の直流電
圧に変換してコントロール回路５０，インターフェース
回路５１に給電するようになっている。

【００２９】さて、応答ユニットとしてのＩＵ２４にお
いて、アンテナ５３は、プリント基板上に形成されたマ
イクロストリップアンテナであり、受信可能な周波数帯
域が各アンテナユニット２７ａａ〜２９ｃから出力され
る質問信号の周波数ｆ１〜ｆ３の全てを受信可能とする
ように設定されている。制御回路５４は、ＣＰＵ，ＲＯ
ＭおよびＲＡＭ等を含んで構成されるもので、予め記憶
されたプログラムに従ってパイロット信号あるいは質問
信号を受けるとこれに応じて識別コード等の各種データ
を応答信号として出力するように構成されている。この
制御回路５４は、送信回路５５を介してアンテナ５３に
接続されると共に、受信回路５６を介してアンテナ５３
に接続されている。

【００３０】なお、送信回路５５は応答信号に応じた変
調処理を行なってアンテナ５３が受ける無変調の搬送電
波を変調して送信させる。受信回路５６はアンテナ５３
により受信した電波を復調してパイロット信号あるいは
質問信号として制御回路５４に与える。また、制御回路
５４には書込みおよび読出し可能な不揮発性メモリとし
てのデータメモリ５７が接続されている。バッテリ５８
は、ＩＵ２４内の各回路に給電するようになっている。

【００３１】次に本実施例の作用について図４ないし図
６のフローチャートをも参照して説明する。

【００３２】まず、本実施例の場合においては、例え
ば、有料道路２０の上り線２１側ではゲート２５のアン
テナユニット２７ａ〜２７ｃにより各レーン２１ａ〜２
１ｃを通行する自動車２３のＩＵ２４と通信を行って料
金徴収の処理を行うようになっており、その場合に、ア
ンテナユニット２７ａ〜２７ｃにより通信した結果のデ
ータはコントローラ３７に送信されるようになってい
る。また、下り線２２側ではゲート２５のアンテナユニ
ット２８ａ〜２８ｃにより各レーン２２ａ〜２２ｃを通
行する自動車２３のＩＵ２４と通信を行って料金徴収の
処理を行い、その通信結果をコントローラ３に送信し、
アンテナユニット２９ａ〜２９ｃにより料金徴収結果の
確認の通信を行ってその通信結果をコントローラ３９に
送信するようになっている。

【００３３】各アンテナユニット２７ａ〜２９ｃにおい
ては、ＬＡＮ回線３６を介してコントローラ３７〜３９
に接続されて動作を開始すると、まず、自己の属するコ
ントローラおよび動作タイミングを設定するマルチキャ
ストグループ（以下ＭＣＧと略称する）がＧ１かＧ２か
の指定を受けるようになっており、この後、指定された
指示信号に従って通信動作を開始し、通信結果を指定さ
れたコントローラに送信するようになる。また、ここで
は、例えばコントローラ３７〜３９のうちのコントロー
ラ３７がＭＣＧのグループ指定毎に通信許可信号を送信
するコントローラとして動作するようになっている。

【００３４】このアンテナユニット２７ａ〜２９ｃの通
信動作の過程は、図４に示す通信プログラムのフローチ
ャートにしたがって実施される。ユニット制御回路４１
は、プログラムを開始すると、まず所定の初期設定動作
を行った（ステップＳ１）後に、コントローラに対する
呼出信号をＬＡＮ回線３６を介して送信する（ステップ
Ｓ２）。そして、ＬＡＮ回線３６を介してコントローラ
３７からコントローラ応答信号が送信されると、ユニッ
ト制御回路４１は、これを入力すると共に続けて送信さ
れる各種のパラメータ信号を入力して（ステップＳ
３）、自己が制御されるコントローラ３７のアドレスを
記憶すると共にＭＣＧの設定グループ番号を記憶するよ
うになる。この後、ユニット制御回路４１は、コントロ
ール３７から指示信号が与えられるのを待機する状態と
なる（ステップＳ５）。

【００３５】一方、コントローラ３７においては、上述
のようにして各アンテナユニット２７ａ〜２９ｃからコ
ントローラ呼出信号が送信されると、コントロール回路
５０は、図５に示す設定プログラムを開始し、コントロ
ーラ応答信号を送信する（ステップＴ１）と共に、呼出
信号を送信してきたアンテナコントローラに対してパラ
メータ信号を送信して（ステップＴ２）設定プログラム
を終了する。この場合、パラメータ信号は、そのアンテ
ナユニットが通信結果のデータを送信すべきコントロー
ラを指定するデータと、ＭＣＧの設定グループＧ１ある
いはＧ２を示すデータからなる。そして、この場合にお
いては、ＭＣＧの設定グループは、アンテナユニット２
７ａ，２７ｃ，２８ｂ，２９ａ，２９ｃがＧ１とされ、
アンテナユニット２７ｂ，２８ａ，２８ｃ，２９ｂがＧ
２とされるようになっている。

【００３６】さて、アンテナコントローラ３７は、料金
徴収処理の開始をする場合には、図６に示す通信プログ
ラムを開始する。コントロール回路５０は、ＬＡＮ回線
３６を通じて全アンテナユニット２７ａ〜２９ｃに料金
徴収処理開始の指示信号を送信し（ステップＰ１）、各
アンテナユニットに料金徴収ための処理内容の設定を指
示するようになる。これに応じて、各アンテナユニット
２７ａ〜２９ｃにおいては、ステップＳ５で「ＹＥＳ」
と判断してステップＳ６に進み、受信した指示信号の設
定内容について記憶設定するようになり、この後、自己
のグループＧ１あるいはＧ２に対する通信許可信号が送
信されるのを待機する状態となる（ステップＳ７）。

【００３７】次に、コントローラ３７のコントロール回
路５０は、ＭＣＧのグループＧ１に設定されたアンテナ
ユニット（上記のようにグループ分けしたもの）に対し
て送信許可信号を送信し（ステップＰ２）、この後、所
定時間Ｔ２が経過するのを待機する（ステップＰ３）。
この間、コントロール回路５０は、ステップＰ３を経て
ステップＰ４でアンテナユニット側からの通信結果を示
す信号の受信があるか否かを判断し、ない場合にはその
ままステップＰ３，Ｐ４を繰り返し、受信がある場合に
はステップＰ４で「ＹＥＳ」と判断してステップＰ５に
進み、ここで通信結果のデータを処理してステップＰ３
に戻る。

【００３８】そして、所定時間Ｔ２が経過すると、コン
トロール回路５０は、ステップＰ３で「ＹＥＳ」と判断
してステップＰ６に移行し、ＭＣＧのグループＧ２に設
定されたアンテナユニットに対して送信許可信号を送信
し、この後、所定時間Ｔ２が経過するまでの間、上述と
同様にしてステップＰ８を経て通信結果の受信がある場
合にはステップＰ９でその処理を実行することを行い、
ステップＰ７で「ＹＥＳ」と判断するとステップＰ２に
戻って、以下上述のステップＰ２ないしＰ９を繰り返し
実行するようになる。

【００３９】一方、アンテナユニット側においては、ユ
ニット制御回路４４は、ステップＳ７にて待機していた
状態で、自己のグループに対応する送信許可信号が送信
されると、「ＹＥＳ」と判断してステップＳ８に進み、
アンテナ４１からパイロット信号を送信し、続くステッ
プＳ９で無変調の搬送電波を送信するようになる。

【００４０】この場合、各アンテナユニット２７ａ〜２
９ｃにおいては、変調回路４２により、発振器４３から
与えられている搬送電波をユニット制御回路４４から与
えられたパイロット信号で変調し、マイクロ波の信号と
してアンテナ４１から各通信エリア３０ａ〜３２ｃに向
けて出力する。

【００４１】そして、通信信号としては、パイロット信
号および質問信号の２種類有り、それぞれ繰り返し出力
周期Ｔ１のうちの時間ｔａの出力期間中に送信するよう
に設定されており、残りの時間ｔｂ（ｔａ＋ｔｂ＝Ｔ
１）が応答信号の受信期間として設定されている。そし
て、パイロット信号および質問信号の出力期間ｔａは、
互いに隣接する位置関係にある例えばアンテナユニット
２７ａ，２７ｂ間で重複しないように設定されている。

【００４２】また、各アンテナユニット２７ａ〜２９ｃ
においては、ユニット制御回路４４から通信信号が与え
られていない期間ｔｂ（＝Ｔ１−ｔａ）の間は、変調回
路４２にて変調が行なわれない状態であるが、発振器４
３からの搬送電波は無変調のままアンテナ４１から各通
信エリア３０ａ〜３２ｃに送信されるようになってい
る。つまり、各アンテナユニット２７ａ〜２９ｃのそれ
ぞれは、常に電波を出力している状態であり、そのうち
繰り返し周期Ｔ１のうちの時間ｔａの期間だけパイロッ
ト信号Ｓｐ，質問信号Ｓｋの電波を出力しているのであ
る。

【００４３】さて、アンテナユニット２７ａ〜２９ｃの
ユニット制御回路４４は、所定時間以内にパイロット応
答信号を受信した場合にはステップＳ１０で「ＹＥＳ」
と判断してステップＳ１１に移行し、「ＮＯ」と判断し
た場合にはステップＳ７に戻るようになる。そして、ス
テップＳ１１に移行した場合には、ユニット制御回路４
４は、次に送信許可信号をＬＡＮ回線３６を介してコン
トローラ３７から受信すると、ステップＳ１２，Ｓ１３
に進んでアンテナ４１から質問信号を送信すると共に無
変調の搬送電波を送信するようになる。この後、ＩＵ２
４からの応答信号を受信するとその受信処理を行って
（ステップＳ１４）通信終了か否かを判断した後（ステ
ップＳ１５）、終了の場合には自己に指定されたコント
ローラ３７〜３９のいずれかに通信結果を送信してステ
ップＳ７に戻り、終了していない場合には、ステップＳ
１１に戻って再び通信許可信号が与えられるのを待機す
る状態となる。

【００４４】一方、上述のようなアンテナユニット２７
ａ〜２９ｃの動作に対して、自動車２３に搭載されたＩ
Ｕ２４は、次のように動作するようになっている。すな
わち、通信エリア３０ａ〜３２ｃのいずれかに侵入して
アンテナユニット２７ａ〜２９ｃ側からパイロット信号
をアンテナ５３により受信すると、受信回路５６により
通信信号に復調されて制御回路５４に入力される。制御
回路５４は、これに応じて、続けてアンテナ５３に受信
する無変調の搬送電波に対して、送信回路５５を介して
出力するパイロット応答信号により変調して送信し、こ
の後、質問信号を受信するのを待機するようになる。

【００４５】そして、ＩＵ２４は、質問信号をアンテナ
ユニット２７ａ〜２９ｃのいずれかから受信すると、そ
の質問信号の内容に応じた受信処理として、料金徴収の
ための送信データの作成あるいは書き込みの処理のため
に、記憶すべきデータがある場合には、制御回路５４に
より書込み処理を実行してデータメモリ５７にデータを
書込み、読出すべきデータがある場合には読み出し処理
を実行してデータメモリ５７からデータを読み出すとい
った処理をを実行し、この後、質問応答信号を作成して
無変調の搬送電波を質問応答信号により変調して送信す
る。

【００４６】このようにして、アンテナユニット２７ａ
〜２９ｃは、自動車２３のＩＵ２４との通信を行うと、
その通信結果を自己のグループに属するコントローラ３
７〜３９のいずれかに送信し、コントローラ３７〜３９
はそれらの結果に基づいて自動車２３を識別し、その結
果を信号処理装置４０に送信して一括してデータ処理を
行うようになっている。また、コントローラ３７〜３９
のそれぞれの間においても、必要に応じて、データの授
受をＬＡＮ回線３６を通じて簡単に行えるようになって
いる。

【００４７】このような第１の実施例によれば、ＬＡＮ
回線３６によりコントローラ３７〜３９とアンテナユニ
ット２７ａ〜２９ｃとが共通に接続された状態で、コン
トローラ３７により各アンテナユニットに送信許可信号
を与えると共に、アンテナユニットにより受信されたＩ
Ｕ２４との間の通信結果を各自己が所属するグループの
コントローラ３７〜３９のいずれかに送信することがで
きるので、アンテナユニットの設置台数が多い場合で
も、簡単に接続作業を行うことができると共に、アンテ
ナユニットやコントローラの増設や変更を行う場合でも
簡単に対応することができるようになる。

【００４８】また、本実施例によれば、各コントローラ
３７〜３９間でのデータの授受も、ＬＡＮ回線３６を通
じて簡単に行えるようになるので、代表のコントローラ
により集中的にタイミングの制御を行えると共に、制御
対象とするアンテナユニット２７ａ〜２９ｃの所属する
グループの変更も簡単に行うことができるようになり、
全体のインテリジェント化を図ることができるようにな
る。

【００４９】図７ないし図１３は本発明の第２の実施例
を示すもので、以下第１の実施例と異なる部分について
説明する。すなわち、本実施例においては、例えば、有
料道路６０が途中で分岐する部分に設ける場合について
示すもので、第１のパターンを図７ないし図９に示し、
第２のパターンを図１０および図１１に示し、第３のパ
ターンを図１２および図１３に示している。

【００５０】まず、第１のパターンについて図７ないし
図９を参照して説明する。４つのレーン６１ａ〜６１ｄ
を有する有料道路６０は、図中左側から右側に向けて自
動車２３が通過するように設けられたもので、例えば出
口に通じる２本の分岐道路６２，６３に分岐する地点を
示しており、その分岐地点の路面には導流帯６０ａが表
示されている。この分岐地点には、ゲート６４が設置さ
れており、各レーン６１ａ〜６１ｄに対応して第１の実
施例と同様の構成のアンテナユニット６５ａ〜６５ｄが
設けられ、それぞれ通信エリア６６ａ〜６６ｄを設定し
ている。

【００５１】また、通信エリア６６ａ〜６６ｄはそれぞ
れ隣接する通信エリアと重複する領域を設けるように設
定され、重複通信エリア６７ａ〜６７ｃが形成されてい
る。コントローラ６８は、第１の実施例のコントローラ
３７と同様に構成されたもので、これらのアンテナユニ
ット６５ａ〜６５ｄを制御するようにＬＡＮ回線６９を
介して接続されている。

【００５２】コントローラ６８は、第１の実施例と同様
にして通信プログラム（図５，図６参照）を実行するこ
とにより、ＬＡＮ回線６９を介して各アンテナユニット
６５ａ〜６５ｄに送信許可信号を送信して制御すると共
に、各アンテナユニット６５ａ〜６５ｄは、同様に通信
プログラム（図４参照）を実行することにより、通信エ
リア６６ａ〜６６ｄを通過する自動車２３のＩＵ２４と
通信を行うようになっている。

【００５３】この場合、アンテナユニット６５ａ〜６５
ｄの各発振器４３は、図８に示すように、ＩＵ２４が受
信可能な周波数領域で異なる中心周波数ｆ１〜ｆ４とさ
れており、隣接するアンテナユニット間では中心周波数
ができるだけ離れた値となるように設定されている。ま
た、アンテナユニット６５ａ，６５ｃをＭＣＧのグルー
プＧ１に属するように設定され、アンテナユニット６４
ｂ，６５ｄをＭＣＧのグループＧ２に属するように設定
される。

【００５４】これにより、図９に示すように、アンテナ
ユニット６５ａ，６５ｃは、コントローラ６８から与え
られるグループＧ１に対応した送信許可信号で通信信号
を通信エリア６６ａ，６６ｃに送信するように動作し、
アンテナユニット６５ｂ，６５ｄは、それよりも時間Ｔ
２だけ遅れたタイミングでコントローラ６８から与えら
れるグループＧ２に対応した送信許可信号で通信信号を
通信エリア６６ｂ，６６ｄに送信するように動作する。

【００５５】したがって、例えば、重複通信エリア６７
ａを通過する自動車２３のＩＵ２４は、その重複通信エ
リア６７ａに侵入したときにアンテナユニット６５ａか
ら先にパイロット信号を受信したとすると、そのＩＵ２
４はアンテナユニット６５ａに対してパイロット応答信
号を送信するようになり、この後アンテナユニット６５
ａからの質問信号に対して質問応答信号を送信して通信
を行うようになり、この状態では後からパイロット信号
を送信したアンテナユニット６５ｂに対してパイロット
応答信号を送信することがなく、アンテナユニット６５
ｂはパイロット応答信号を受信しないので通信を行わな
い。

【００５６】したがって、第１の実施例と同様にして、
この第１のパターンにおいては、本来区分指定されてい
るレーン６１ａ〜６１ｄの中央付近を通行しない自動車
２３に対してもそのＩＵ２４と確実に通信を行うことが
でき、有料道路６０の全レーン６１ａ〜６１ｄの広い領
域を確実にカバーして通信を行うことができるようにな
る。

【００５７】次に、図１０に示す第２のパターンについ
て説明する。これは、有料道路６０の一方の分岐道路６
２が本線車道に通じる道路として設けられており、他方
の分岐道路６３が出口に通じる道路として設けられてい
る場合のもので、この場合には、自動車２３がゲート６
４を通過する際にレーン６１ａ，６１ｂを走行している
場合と、レーン６１ｃ，６１ｄを走行している場合とで
異なる料金徴収処理を行う必要があるときのものであ
る。つまり、導流帯６０ａを境界としてその両側では異
なる通信を実施する場合のアンテナユニット６５ａ〜６
５ｄの制御を行うようにしたものである。

【００５８】この場合には、コントローラ７０が別途に
設けられ、ＬＡＮ回線６９に接続されている。そして、
コントローラ７０は、分岐道路６２に進行する自動車２
３のＩＵ２４と通信を行うアンテナユニット６５ａおよ
び６５ｂによる通信結果を受信してその料金徴収処理を
行い、コントローラ６８は、分岐道路６３に進行する自
動車２３のＩＵ２４と通信を行うアンテナユニット６５
ｃおよび６５ｄによる通信結果を受信してその料金徴収
処理を行うと共に、補助手段としての機能を果たすよう
になっている。また、コントローラ６８は、４つのアン
テナユニット６５ａ〜６５ｄのすべてに対して送信許可
信号を送信するメインコントローラとして機能するよう
になっている。

【００５９】そして、第１のパターンと異なり、導流帯
６０ａが設けられた部分つまり重複通信エリア６７ｂで
は、通信不能領域として設定する。これは、重複通信エ
リア６７ｂでアンテナユニット６５ｂあるいは６５ｃの
いずれかと通信できるように設定すると、例えば図中に
示すように、導流帯６０ａ部分を通行する自動車２３Ａ
が通信を行ったアンテナユニット６５ｂ，６５ｃとは反
対側の分岐道路６３あるいは６２に進行する場合に誤認
識となるので、確実に通信エリア６６ｂあるいは６６ｃ
内を通行する自動車２３のＩＵ２４のみと通信をするよ
うに設定するものである。

【００６０】しかしながら、それでは、現実にその導流
帯６０ａ部分を通行する自動車２３Ａがある場合に、こ
れを識別できなくなるので、その補助手段として、ゲー
ト６４の後方部の導流帯６０ａ部分の路面に自動車の通
過を超音波等により検出する通過検出手段としての車両
センサ７１を設けると共に、ゲート６４には導流帯６０
ａを通行した自動車２３Ａを車両センサ７１よりも後方
で撮影可能なカメラ７２が設置されている。

【００６１】さて、コントローラ６８は、アンテナユニ
ット６５ａ〜６５ｄに対して、図１１に示すように、送
信許可信号を与えるタイミングのＭＣＧの設定として、
アンテナユニット６５ａおよび６５ｄをグループＧ１と
し、アンテナユニット６５ｂおよび６５ｃをグループＧ
２として設定する。そして、コントローラ６８はアンテ
ナユニット６５ｃおよび６５ｄから通信結果のデータを
受信し、コントローラ７０はアンテナユニット６５ａお
よび６５ｂから通信結果のデータを受信するように設定
されている。

【００６２】これにより、レーン６１ａ，６１ｂを通行
する自動車２３に対しては、アンテナユニット６５ａ．
６５ｂにより通信エリア６６ａ，６６ｂおよび重複通信
エリア６７ａを通過するＩＵ２４と確実に通信を行うこ
とができ、レーン６１ｃ，６１ｄを通行する自動車２３
に対しては、アンテナユニット６５ｃ，６５ｄにより通
信エリア６６ｃ，６６ｄおよび重複通信エリア６７ｃを
通過するＩＵ２４と確実に通信を行うことができる。

【００６３】また、通常は通行をしないように設定され
ている導流帯６０ａを通行してしまう自動車２３Ａに対
しては、アンテナユニット６５ｂおよび６５ｃが重複通
信エリア６７ｂに同時にパイロット信号を送信するの
で、これを通過するＩＵ２４Ａは両者共に正しいデータ
の認識を行うことができなくなり、結果的に通信不能と
なる。つまり、これにより、この重複通信エリア６７ｂ
を通行する自動車２３Ａといずれかのアンテナユニット
６５ｂ，６５ｃにより通信を行うことによりその後自動
車２３Ａがいずれの分岐道路６２，６３に進行するかに
よって誤認識をするのを防止しているのである。

【００６４】そして、この導流帯６０ａを通行する自動
車２３Ａに対しては、通信が行われないままでゲート６
４を通過した後に車両センサ７１を通過して検出される
ので、これによって、コントローラ６８は、その自動車
２３Ａが通信を行わないまま通過するのを判定してカメ
ラ７２により撮影エリア７２内にある状態の自動車２３
Ａを撮影し、車種あるいはナンバープレート等を記録す
るようになっている。これにより、その自動車２３Ａを
認識する補助とするのである。

【００６５】次に、第３のパターンについて図１２およ
び図１３を参照して説明する。この場合には、第２のパ
ターンにおいて、例えば、有料道路６０，分岐道路６
２，６３の工事あるいは事故などによってレーン６１ａ
〜６１ｄの通行区分を変更する場合を示すもので、例え
ば、図１２には、導流帯６０ｂを設定して、レーン６１
ａ〜６１ｃを分岐道路６２に通行させるように割り当
て、分岐道路６３側にはレーン６１ｄのみを割り当てる
ようにする場合を示している。

【００６６】そして、この場合には、コントローラ６８
により、アンテナユニット６５ａ，６５ｃ，６５ｄをＭ
ＣＧのグループＧ１を設定し、アンテナユニット６５ｂ
をグループＧ２として設定することにより、レーン６１
ａ〜６１ｃを通行する自動車２３と確実に通信を行って
コントローラ７０に通信結果のデータを送信することが
でき、またレーン６１ｄを通行する自動車２３と通信を
行った結果をコントローラ６８に送信することができ
る。

【００６７】また、重複通信エリア６７ｃに対しては、
第２のパターンにおいて設定したように、アンテナユニ
ット６５ｃ，６５ｄが同じタイミングでパイロット信号
を送信することにより通信不能領域として設定されてい
る。そして、導流帯６０ｂを通行する自動車２３に対し
ては、前述と同様にして車両センサ７３を設けると共
に、カメラ７４を設けてこれを撮影記録するようになっ
ている。

【００６８】このような第２の実施例によれば、第１な
いし第３のパターンのように分岐道路６２，６３を通行
する自動車２３との通信内容を異なるように設定する場
合や、通行区分を変更する場合などにおいて、アンテナ
ユニット６５ａ〜６５ｄの配線を変更する必要がなくな
り、また、それらのＭＣＧのグループ設定の変更もＬＡ
Ｎ回線６９を通じてソフト的に変更をするだけの簡単な
設定により対応することができるようになる。

【００６９】そして、導流帯６０ａ，６０ｂの設定に応
じて、重複通信エリア６７ａ〜６７ｃにおける通信を行
うか、通信不能領域に設定するかの変更も、ＭＣＧのグ
ループ設定を変更するだけで簡単に行うことができるよ
うになる。また、その場合に、通信不能領域を通行する
自動車２３に対して、車両センサ７１，７３およびカメ
ラ７２，７４により認識できるので、有料道路６０を通
行するすべての自動車２３に対して確実に識別動作を行
うことができるようになる。

【００７０】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形また拡張できる。

【００７１】アンテナユニット２７ａ〜２９ｃによる無
変調の搬送電波の送信は、変調回路４２によりパイロッ
ト信号あるいは質問信号を送信しないときに発振器４３
による出力を自動的に常時出力する構成としても良い。

【００７２】ＩＵ２４のデータメモリ５７は、ＩＵ２４
に一体に組み込むもの以外に、メモリカードやプリペイ
ドカードなどを着脱可能に設ける構成としても良い。

【００７３】通信信号をパイロット信号と質問信号に分
けずに、１回の質問信号で通信を終了する構成としても
良い。

【００７４】３個以上の通信エリアが重なるように設定
する場合には、その各アンテナユニットのパイロット信
号，質問信号の出力タイミングを異なるように設定すれ
ば混信を防止して確実に通信を行なうことができる。

【００７５】通信エリアが重複しないアンテナユニット
については、周波数を同じに設定しても良い。

【００７６】有料道路の料金徴収システム以外に、例え
ば、工場内などで品物の運搬を行う無人搬送車の運行制
御システムや、工場内のラインを流れる製品に付して工
程管理を行なうシステムに適用したり、あるいは室内へ
の人の入退室等の管理を行なうシステムに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す全体の概略構成図

【図２】アンテナユニットとコントローラとの接続関係
を示す概念図

【図３】電気的構成図

【図４】アンテナユニットの通信プログラムのフローチ
ャート

【図５】メインコントローラの通信プログラムのフロー
チャート（その１）

【図６】メインコントローラの通信プログラムのフロー
チャート（その２）

【図７】本発明の第２の実施例を示す図１相当図（パタ
ーン１）

【図８】アンテナユニットおよびＩＵの周波数特性図

【図９】質問信号のタイミングチャート

【図１０】図７相当図（パターン２）

【図１１】図９相当図

【図１２】図７相当図（パターン３）

【図１３】図９相当図

【図１４】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

２０は有料道路、２１は上り線、２２は下り線、２３は
自動車（移動体）、２４は車載器（ＩＵ、応答ユニッ
ト）、２５，２６はゲート、２７ａ〜２７ｃ，２８ａ〜
２８ｃ，２９ａ〜２９ｃはアンテナユニット、３０ａ〜
３０ｃ，３１ａ〜３１ｃ，３２ａ〜３２ｃは通信エリ
ア、３６はＬＡＮ回線、３７〜３９はアンテナコントロ
ーラ、４０は信号処理装置、４１はアンテナ、４２は変
調回路、４３は発振器、４４はユニット制御回路、４６
は受信回路、５０はコントロール回路、５３はアンテ
ナ、５４は制御回路、５５は送信回路、５６は受信回
路、５７はデータメモリ、５８はバッテリ、６０は有料
道路、６２，６３は分岐道路、６４はゲート、６５ａ〜
６５ｄはアンテナユニット、６６ａ〜６６ｄは通信エリ
ア、６７ａ〜７６ｃは重複通信エリア、６８はコントロ
ーラ、６９はＬＡＮ回線、７０はコントローラ、７１，
７３は車両センサ（通過検出手段）、７２，７４はカメ
ラ、７２ａ，７４ａは撮影エリアである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−132223（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−181449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−26573（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217043（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−120504（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−29527（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−44856（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭51−48322（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 13/74 - 13/82 G07B 15/00 H04B 1/59 H04L 11/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に設けられ、質問信号を受信する
   とこれに続いて受信する無変調の搬送電波を応答信号で
   変調して送信する応答ユニットと、 複数の通信エリアのそれぞれに対応して設けられ、送信
   許可信号が与えられると質問信号を各通信エリア内に送
   信すると共にこれに続いて前記搬送電波を送信して各通
   信エリア内に存在する前記応答ユニットからの応答信号
   を受信する複数のアンテナユニットと、 これら複数のアンテナユニットに共通に接続されるＬＡ
   Ｎ回線と、 このＬＡＮ回線に接続され、前記複数のアンテナユニッ
   トを複数のグループに分けてそれら各グループ毎に設け
   られ、自己のグループ内の前記アンテナユニットに対し
   て前記送信許可信号を個別に指定して与えると共に、前
   記受信された応答信号を受けて前記応答ユニットに対応
   する前記移動体を識別する複数のコントローラとを備
   え、 前記複数のアンテナユニットは、前記複数のグループの
   うちの指定されたグループ番号を記憶し、前記ＬＡＮ回
   線を通じて自己のグループに宛てられた前記送信許可信
   号を受信すると前記質問信号を自己の通信エリア内に送
   信すると共にこれに続いて前記搬送電波を送信して各通
   信エリア内に存在する前記応答ユニットからの応答信号
   を受信するように構成され、 前記複数のコントローラのうちの特定のコントローラ
   は、前記複数のアンテナユニットのすべてに対して前記
   ＬＡＮ回線を通じて前記グループ番号を含んだ前記送信
   許可信号を送信するように構成されている ことを特徴と
   する移動体識別装置。
2. 【請求項２】 前記複数のアンテナユニットのうちの少
   なくとも隣接する前記通信エリア間で重複領域を有する
   アンテナユニットは、前記応答ユニットの受信可能な周
   波数領域内で互いに異なる周波数で前記質問信号を送信
   するように構成され、 前記コントローラは、前記通信エリアの重複領域を有す
   るアンテナユニットのそれぞれに前記送信許可信号を異
   なるタイミングで与えるように 構成されていることを特
   徴とする請求項１記載の移動体識別装置。
3. 【請求項３】 前記コントローラは、前記複数のアンテ
   ナユニットのうちの隣接する前記通信エリア間で重複領
   域を有し且つその重複領域を通信不能領域として設定す
   るアンテナユニットのそれぞれに対して、前記通信許可
   信号を同じタイミングで与えるように構成されているこ
   とを特徴とする請求項２記載の移動体識別装置。
4. 【請求項４】 前記移動体の通過を検出する通過検出手
   段と、 前記移動体を撮影可能なカメラと、 前記アンテナユニットにより前記応答ユニットからの応
   答信号の受信がない状態で前記通過検出手段により前記
   移動体の通過検出があったときに、前記カメラによりそ
   の移動体を撮影記録させる補助手段とを設けたことを特
   徴とする請求項３記載の 移動体識別装置。