JP3204022B2

JP3204022B2 - 路車間通信方法

Info

Publication number: JP3204022B2
Application number: JP3877195A
Authority: JP
Inventors: 宏直林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JPH08235397A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、路車間通信方法にかか
り、特に、車両と当該車両に対する情報管理を行う路上
機との間で情報を授受するための路車間通信方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】有料施設では利用料金の収受があり、例
えば、有料道路を走行する車両は、その車種及び有料道
路における走行距離に応じて課金される。この有料施設
の利用料金の収受を自動的に行うものとして、有料道路
の入口ゲートや出口ゲートで料金を徴収することを自動
的に行うため、該当車両に対して情報を問い合わせるた
めの質問器として道路側に電波を送受信（交信）するた
めの通信エリアが設定されたアンテナを有する通信装置
（以下、路上機という。）を配設し、この通信エリア内
で問い合わせのあった情報に対する返答をするための応
答器としてアンテナを有する通信装置（以下、車載機と
いう。）を車両に配設して、車載機と路上機との間で電
波通信により情報を授受する路車間通信方法が知られて
いる。

【０００３】ところで、複数のレーン（以下、マルチレ
ーンという。）からなる道路では、レーンを跨がって走
行する車両、斜行する車両及び複数台で並進する複数の
車両がある。このようなマルチレーンを走行する各車両
に対しても、電波通信の対象となる車両を特定し、途中
経路や料金等の情報を確実に授受する必要がある。

【０００４】この問題を解決するため、特開平６−２４
３３１６号公報には、複数のアンテナを通信エリアの一
部分が重複するように配置して情報を授受する技術が開
示されている。この技術では、通信エリアの一部分が重
複するように設定された複数の路上機のアンテナを設
け、マルチレーンの何れのレーンを走行しても電波通信
により情報の授受を可能とし、設定された通信エリア内
を通過する車両と路上機のアンテナとを交信開始から交
信完了まで対応させて課金のための通信を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
路車間通信方法では、マルチレーンにおける情報授受の
ための車載機と路上機との対応関係を、交信開始から交
信完了までの間、固定するので、通信エリアの端部を通
過する車両との交信中に、交信が途絶え、路上機または
車載機が通信待ち状態のまま通信エリア外へ至り、情報
の確実な授受ができないことがある。

【０００６】例えば、図１６に示すように、領域Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅからなる通信エリアＡｒ１，Ａｒ２，Ａ
ｒ３を構成するように図示しないアンテナが配置され、
車両が（図１６に実線矢印で示した）進路Ｓ１を走行す
るときには、位置Ｐ１から位置Ｐ３までの間（時間ｔ
１）は通信エリアＡｒ１が可能範囲であり、位置Ｐ２か
ら位置Ｐ４までの間（時間ｔ２）は通信エリアＡｒ２が
可能範囲である。

【０００７】しかしながら、車両が通信エリアＡｒ１の
端部付近の（図１６に点線矢印で示した）進路Ｓ２を走
行するときには、位置Ｐ５から位置Ｐ６までの間が通信
エリアＡｒ１、位置Ｐ７までの間が通信エリアＡｒ２が
可能範囲である。このため、交信のための通信エリアを
通信エリアＡｒ１に設定した場合には、位置Ｐ５から位
置Ｐ６までの間で通信を完了しなければならい。

【０００８】このように、通信エリア端部付近を車両が
通過する場合として、例えば、有料道路の分岐点や途中
経路では、車両が高速走行していることが多く、通信に
可能な時間は、より短時間化され、情報の確実な授受が
できない虞がある。

【０００９】本発明は、上記事実を考慮して、通信エリ
ア内において、情報の欠落を生じることなく、車載機と
路上機との間で確実に情報の授受をすることができる路
車間通信方法を得ることが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、車両の進行方向と交差する
方向に隣り合う各々の通信エリアの一部分が重なるよう
に設定された複数のアンテナを備えた路上機と、前記路
上機と前記通信エリア内で電波信号により情報を授受す
るための車載用通信装置との間で交信するための路車間
通信方法であって、前記車載用通信装置において、前記
車両が位置する通信エリアを担当する第１のアンテナに
よる前記路上機と前記車載用通信装置との交信中に第１
のアンテナ以外の他の通信エリアを担当する第２のアン
テナからの信号の受信によって前記第１のアンテナによ
る前記路上機との交信状態の悪化を検出し、前記交信状
態の悪化が検出されたときに、前記第１のアンテナによ
る前記路上機との交信を終了し、前記第２のアンテナに
よる前記路上機との交信に切り換える。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の路車間通信方法であって、前記第２のアンテナからの
信号を繰り返し受信した場合に、前記第１のアンテナに
よる路上機との交信から前記第２のアンテナによる路上
機との交信に切り換えることを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の路車間通信方法であって、前記交信状
態の悪化を検出すると共に、交信可能な他のアンテナに
よる路上機を検出し、検出された他のアンテナによる路
上機を前記第２のアンテナによる路上機とし、前記第１
のアンテナによる路上機との交信から前記第２のアンテ
ナによる前記路上機との交信でかつ他の交信より優先的
に処理される緊急モードの交信に切り換えることを特徴
とする。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の路車間通信方法であって、前記第２のアンテナによる
交信要求を表す信号を送信し、前記路上機で前記交信要
求を表す信号が受信されたときに、当該信号を受信した
アンテナによる路上機により現在交信中の他の車載用通
信装置との交信を中断させ、前記交信要求を表す信号を
送信した車載用通信装置との交信を優先させることを特
徴とする。

【００１４】

【００１５】

【作用】請求項１に記載した発明によれば、車両が位置
する通信エリアを担当する第１のアンテナによる路上機
と車載用通信装置との交信中に、第１のアンテナによる
路上機との交信状態の悪化を検出している。この検出
は、第１のアンテナ以外の他の通信エリアを担当する第
２のアンテナからの信号を受信することによってなされ
る。交信状態の悪化が検出され、第１のアンテナ以外の
他の通信エリアを担当する第２のアンテナからの信号を
受信した場合に、第１のアンテナによる路上機と車載用
通信装置との交信を終了する。従って、交信不能に至る
ような交信状態の悪化した状態を維持することがない。
このため、通信エリアの端部付近において交信可能時間
が短時間で交信が中断されるような場合であっても、速
やかに交信を終了することができる。また、交信を終了
するのは、他の通信エリアを担当する第２のアンテナか
らの信号を受信した場合であり、この場合に第２のアン
テナによる路上機と車載用通信装置との交信に切り換え
る。従って、路上機と車載用通信装置との関係が中断さ
れた交信状態が、新たな第２のアンテナによる交信を開
始でき、より確実に情報の授受を行うことができる。す
なわち、第２のアンテナからの信号を受信し交信状態の
悪化を検出した場合に交信を切り換えている。

【００１６】前記交信の切り換えは、請求項２にも記載
したように、第２のアンテナからの信号を繰り返し受信
した場合に行うことが好ましい。このように複数回の信
号受信したときに切り換えるようにすれば、より交信の
切り換えを確実に行うことができる。これによって、隣
り合う通信エリアを一部通過または跨がるように走行す
る車両の車載用通信装置では当該車両において通信エリ
アを通過するときの担当するアンテナによる路上機に対
して交信することができる。この場合、路上機は、交信
状態のまま維持することになるので、交信していた車載
用通信装置から所定時間交信が無い場合に交信していた
車載用通信装置に対する交信を自動的に終了するように
してもよい。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、交信状態
の悪化を検出すると共に、交信可能な他のアンテナによ
る路上機を検出しているので、検出された他のアンテナ
による路上機を第２のアンテナによる路上機として交信
を切り換えれば、交信が可能なアンテナによる路上機と
確実に交信することができる。この場合、第１のアンテ
ナによる路上機との交信から第２のアンテナによる路上
機との交信でかつ他の交信より優先的に処理される緊急
モードの交信に切り換えている。従って、情報の欠落が
生じることがない。

【００１８】請求項４に記載の発明では、第２のアンテ
ナによる路上機へ交信要求を表す信号を送信している。
従って、路上機でこれから交信すべき車載用通信装置を
予め認識することができる。

【００１９】この場合、路上機において、交信要求を表
す信号を受信したときに、当該信号を受信したアンテナ
による路上機により現在交信中の他の車載用通信装置と
の交信を中断する。従って、交信要求の車載用通信装置
と路上機との間で交信が可能となる。この交信要求を表
す信号を送信した車載用通信装置は既に悪化した交信状
態になるまで交信を行っており、この車載用通信装置と
の交信を優先させることによって通信エリアを通過する
までの時間的余裕の少ない車載用通信装置の交信の確実
性を増すことができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の第１実施例
を詳細に説明する。本実施例は、車両に搭載された車載
機（詳細は後述）と、有料道路の入口ゲートや出口ゲー
ト等の地上側に設置された路上機との間で電波通信を行
うことによって、車両が走行した通行区間（経路）や車
種を判別し、入口ゲート及び出口ゲートにおいて車両が
停止することなく通行料金を自動的に収受する自動料金
収受装置に本発明を適用したものである。以下の実施例
では、報知手段を車両に搭載させた例について説明す
る。

【００２１】図１に示すように、車両９０に搭載される
車載機３０は、後述するように、料金残額情報等が格納
されたＩＣカード６２が着脱可能なＩＣカードリードラ
イト装置６０を備えている（図３参照）。この車載機３
０は、車両ナンバー等からなるＩＤコード及び車種情報
等の固定データを記憶した記憶回路を備えると共に、Ｉ
Ｃカードリードライト装置６０によって装着されたＩＣ
カード６２の料金残高情報を参照したり、ＩＣカード６
２に料金残額情報の書き込みを行う。

【００２２】一方、地上側設備としては、後述するよう
に、有料道路の入口ゲート１００、分岐点の直前又は直
後等の途中経路２００、サービスエリア内、及び出口ゲ
ート３００の各々に車載機３０と各種の情報を授受する
ための路上機が設置されている。

【００２３】入口ゲート１００には、フラットアンテナ
からなる入口アンテナ１１７と、入口アンテナ１１７と
接続された入口アンテナ制御装置１３２とからなる路上
機が設置されている。この入口アンテナ制御装置１３２
により入口アンテナ１１７を介して、有料道路の入口ゲ
ート情報を車両に搭載された車載機３０送信し、また車
載機３０からの信号を受信することができる。なお、入
口ゲート１００には、自動料金収受が行えないため手払
いによって通行料金を支払う車両のために、従来と同様
の通行券を発行する通行券発行装置１２３が設置されて
いる。

【００２４】途中経路２００には、フラットアンテナか
らなる経路把握アンテナ２１７と、経路把握アンテナ２
１７に接続された経路把握アンテナ制御装置２３２とか
らなる路上機が設置されている。この経路把握アンテナ
制御装置２３２により経路把握アンテナ２１７を介し
て、分岐点からどちらの経路を選択して走行したかを示
す情報や有料道路をどのような経路で走行したかを表す
経路通過情報（経路把握アンテナ制御装置の設置位置情
報等）等を車載機３０に対して送信する。

【００２５】出口ゲート３００には、電波による情報授
受の確実性を向上させるために、フラットアンテナから
なる予告アンテナ３１７と料金所アンテナ３４１との２
種類のアンテナが配設されている。この予告アンテナ３
１７には予告アンテナ制御装置３３１が接続され、料金
所アンテナ３４１には料金所アンテナ制御装置３３２が
接続されている。これらの予告アンテナ制御装置３３１
及び料金所アンテナ制御装置３３２は、ローカルコント
ローラ３８０に接続されている。これらの予告アンテナ
３１７、料金所アンテナ３４１、予告アンテナ制御装置
３３１及び料金所アンテナ制御装置３３２は、本発明の
路上機として作用するが、予告アンテナ３１７及び予告
アンテナ制御装置３３１は省略することもできる。

【００２６】また、出口ゲート３００には、画像処理等
によって車種を判別する車種検出システム３６０、料金
未払いで通過する車両等の不正通行車両を撮影するカメ
ラ３５２が接続された不正通行車撮影システム３５０、
自動料金収受ができない車両に対する料金手払システム
３２１が設置されている。これらの各システムをローカ
ルコントローラ３８０で一括して制御することによっ
て、料金収受不能等に対する処置を行うと共に、車両が
走行した通行区間（経路）及び車種に応じた通行料金を
自動的に収受している。

【００２７】次に、上記途中経路の概略構成の一例を更
に説明する。図２に示すように、有料道路の分岐点の直
前である途中経路２００は、２つのレーン２０２、２０
４が隣接して敷地２０８と敷地２１４の間に形成されて
いる。これらのレーン２０２、２０４を跨ぐように、敷
地２０８から敷地２１４にかけてアーチ２１６が配設さ
れており、アーチ２１６上には、経路把握アンテナ２１
８、２２０、２２２が取付けられている。経路把握アン
テナ２１８は、詳細は後述するが、レーン２０２の上方
に位置し主としてレーン２０２を走行する車両に対する
情報の授受を行い、経路把握アンテナ２２２は、レーン
２０４の上方に位置し主としてレーン２０４を走行する
車両に対する情報の授受を行う。これらの経路把握アン
テナ２１８、２２２の間でかつレーン２０２、２０４の
境界を示すセンターライン２０６の上方に、主としてレ
ーン２０２、２０４に跨がるような車両に対する情報の
授受を行う経路把握アンテナ２２０が配設されている。

【００２８】経路把握アンテナ２１８は、走行中の車両
と電波による情報授受が可能な範囲である通信エリア２
４２を有している。同様に、経路把握アンテナ２２０は
通信エリア２４４を有し、経路把握アンテナ２２２は通
信エリア２４６を有している。これらの隣り合う通信エ
リア２４２、２４４はその一部分が重なるように設定さ
れ、また隣り合う通信エリア２４４、２４６もその一部
分が重なるように設定されている。

【００２９】敷地２１４には、経路把握アンテナ制御装
置２３２を備えた経路制御センター２３０が配設されて
おり、この経路把握アンテナ制御装置２３２には経路把
握アンテナ２１８、２２０、２２２が接続されている。

【００３０】次に、車両に積載される車載機３０の構成
を説明する。図３に示すように車載機３０は、後述する
路上機から送信された信号を受信する受信アンテナ３２
を備えている。受信アンテナ３２は、受信アンテナ３２
で受信された変調波を検波し、データ信号を得る検波回
路３４に接続されている。検波回路３４は、データ信号
受信回路４４を介してマイクロコンピュータを含んで構
成された信号処理回路４６に接続されている。

【００３１】信号処理回路４６には、ＩＤコードや車種
情報等のデータを記憶する記憶回路４８及びＩＤコード
を含むデータ信号等を応答信号として送信する送信回路
５０が接続されており、この送信回路５０は送受信アン
テナ５２に受信された無変調の搬送波である問合せ信号
を信号処理回路４６からのデータ信号で変調して送受信
アンテナ５２を介して返送する。

【００３２】そして、信号処理回路４６には、到達可能
範囲等を表示するＬＣＤやＣＲＴで構成されたディスプ
レイ５４及び信号処理回路４６に選択信号等の信号を入
力する入力手段であるテンキー５６が接続されている。

【００３３】また、信号処理回路４６には、ＩＣカード
６２が着脱可能なＩＣカードリードライト装置６０が接
続されている。

【００３４】なお、車載機にはイグニッションオン時に
車載バッテリーから常時電源が供給されている。

【００３５】次に、車載機３０と通信を行う路上機につ
いて、途中経路２００に設けられた路上機を例にして説
明する。なお、説明を簡単にするため、レーン２０２を
走行する車両に対する電波の授受を担当する経路把握ア
ンテナ２１８及び経路把握アンテナ制御装置２３２を用
いて説明する。

【００３６】図４に示すように、レーン２０２を走行す
る車両に対する地上側の装置は、経路把握アンテナ２１
８及び経路把握アンテナ制御装置２３２から構成されて
いる。経路把握アンテナ２１８は、送信アンテナ２２及
び送受信アンテナ２６から構成されている。経路把握ア
ンテナ制御装置２３２は、マイクロコンピュータを含ん
で構成された信号処理回路１２を備えている。信号処理
回路１２は、命令を含むデータ信号（通信要求信号）を
送信する送信回路１４に接続されている。送信回路１４
はミキサー１８を介して送信アンテナ２２に接続されて
いる。ミキサー１８には所定周波数の搬送波を発生する
搬送波発生回路２０が接続されており、ミキサー１８は
送信回路１４から入力される信号と搬送波発生回路２０
から入力される搬送波とをミックスし、送信回路１４か
ら入力された信号で搬送波発生回路２０から入力された
搬送波を変調する。また、送信アンテナ２２からはこの
変調波が電波として送信される。

【００３７】搬送波発生回路２０には、図３に示す車載
機３０から変調されて返送され送受信アンテナ２６で受
信された変調波からデータ信号を取り出す送受信回路２
４が接続されている。この送受信回路２４は信号処理回
路１２に接続されている。

【００３８】なお、途中経路２００における他のアンテ
ナの構成は、上記と同様の構成であるため説明を省略す
る。また、入口ゲート１００、及び出口ゲート３００に
おける各々のアンテナ及びアンテナ制御装置の構成も、
上記と略同様の構成であるため、説明を省略する。

【００３９】次に、本発明の実施例の処理ルーチンを説
明する。先ず、本実施例の車載機と路上機との間で行わ
れるハンドシェイクによる基本的な信号の送受信（交
信）の概略を途中経路を一例として図５乃至図８を参照
して説明する。

【００４０】途中経路に設置された路上機では、図６に
示すように車載機からの応答信号を受信するまでステッ
プ４００において連続波からなる問合わせ信号を送信す
る（図５の処理内容Ｉｎ１を送信する通信１に相当）。

【００４１】車載機では、図７に示すようにステップ５
００で問合わせ信号を受信すると車載機と路上機との間
で相互に認識しハンドシェイクを行うための識別情報と
しての認証１を付与した応答信号１をステップ５０２で
生成し、次のステップ５０４で応答信号１を送信する
（図５の処理内容Ｔｇ１を送信する通信２に相当）。こ
の応答信号１の送信は、受信した問合せ信号を搬送波と
して自車を特定する識別コードであるＩＤコードで搬送
波を変調した変調波を応答信号として送信することがで
きる。

【００４２】路上機では、図６のステップ４０２で車載
機からの応答信号１を受信したと判断すると、ステップ
４０４で上記車載機から送信される認証１に対する応
答、及びハンドシェイクをする路上機の証、例えばアン
テナ番号による認証２を含む応答信号を生成し、次のス
テップ４０６で送信する（図５の処理内容Ｉｎ２を送信
する通信３に相当）。

【００４３】車載機では、図７のステップ５０６で応答
信号を受信したか否かを判断し、応答信号を受信してい
ないときには否定判定され、ステップ５０７へ進む。ス
テップ５０７では所定時間を経過したか否かを判断し、
所定時間を経過していないときにはステップ５０６へ戻
る。一方、応答信号を受信せずに所定時間を経過したと
きにはステップ５０７で肯定判定され次のステップ５０
９において、応答信号を送信することの繰り返し（リト
ライ）を所定回数（本実施例では３回）行ったか否かを
判断する。未だリトライの回数が所定回数以下ならば肯
定判定されステップ５０４へ戻る。一方、所定回数のリ
トライを行っても応答信号を受信しないときには、ステ
ップ５０９で否定判定されステップ５００へ戻り、前記
処理を最初から実行する。前記応答信号を受信しステッ
プ５０６において肯定判断された場合には、次のステッ
プ５０８で応答信号に含まれる認証１が送信した認証１
と一致するか否かを判断し、認証１が一致せずに否定判
断の場合には、ステップ５０９へ進み、所定回数だけリ
トライを繰り返すために前記処理を実行する。一方、認
証１が一致しステップ５０８で肯定判断の場合に認証１
の送信に対する応答であるものとして、次のステップ５
１０で路上機から送信された認証２に対する応答信号２
を生成し、次のステップ５１２で送信する（図５の処理
内容Ｔｇ２を送信する通信４に相当）。

【００４４】路上機では、図６のステップ４０８で応答
信号の受信の有無を判断する。応答信号の受信しが無で
ステップ４０８で否定判断のときにはステップ４０８へ
戻る共に、応答信号を受信してステップ４０８で肯定判
断されたときは次のステップ４１０へ進む。ステップ４
１０では応答信号に含まれる認証２が送信した認証２と
一致するか否かを判断し、否定判断のときにはステップ
４０８へ戻る。一方、認証２が一致し、ステップ４１０
で肯定判断の場合には受信した信号が認証２の送信に対
する応答であり、車載機と路上機との間で相互に認識さ
れたと判定する。この時点でハンドシェイクが成立した
ものとして、次のステップ４１２でデータを要求するこ
とを表す要求信号を生成し、次のステップ４１４で送信
する（図５の処理内容Ｉｎ３、４を送信する通信５、７
に相当）。なお、ステップ４０８における信号受信は、
前記車載機において実行されたように、所定時間を経過
したときに行われるリトライを所定回数（例えば、３
回）行ったか否かによってステップ４００へ戻るように
してもよい。この場合、ステップ４１０で否定判断の場
合においても所定回数だけリトライを繰り返すために前
記処理を実行することが好ましい。このようにすること
により路上機側でも信号待ち状態のまま処理が継続する
ことがない。

【００４５】この要求信号を生成するときには、上記入
口ゲート、途中経路、及び出口ゲートの対象となる位置
に応じて、路上機に関する情報を含めることができる。
この路上機に関する情報には、入口ゲートでは、車線番
号、入口番号、及び年月日時分があり、途中経路では、
車線番号、経路番号、及び年月日時分があり、出口ゲー
トでは、車線番号、料金所番号、及び年月日時分があ
る。

【００４６】車載機では、図７のステップ５１４で受信
した要求信号に応じて次のステップ５１６においてデー
タを送信する（図５の処理内容Ｔｇ３，Ｔｇ４を送信す
る通信６、８に相当）。このデータ送信の完了と共にハ
ンドシェイクを解消し、図７のルーチンを終了する。前
記ステップ５１４では、信号を受信したか否かを判断
し、信号受信し肯定判断された場合には次のステップ５
１６においてデータを送信するが、信号受信が無のとき
には否定判定され、ステップ５１５へ進む。ステップ５
１５では所定時間を経過したか否かを判断し、所定時間
を経過していないときにはステップ５１４へ戻る。一
方、信号受信が無で所定時間を経過したときにはステッ
プ５１５で肯定判定され次のステップ５１７において、
応答信号２を送信することの繰り返し（リトライ）を所
定回数（本実施例では３回）行ったか否かを判断する。
未だリトライの回数が所定回数以下ならば肯定判定され
ステップ５１２へ戻る。一方、所定回数のリトライを行
っても信号受信が無のときには、ステップ５１７で否定
判定されステップ５００へ戻り、前記処理を最初から実
行する。すなわち所定回数のリトライを行っても信号受
信が無のときにハンドシェイクを解消する。

【００４７】この車載機から送信するデータには、入口
ゲートでは、車両番号、車種、及び軸数等を表す車両情
報があり、途中経路では、車両番号、及び不正防止のた
めの入口番号があり、出口ゲートでは、車両番号、車
種、及び軸数等を表す車両情報、キャッシュカードやプ
リペイドカード等の残高情報、料金を算出するために用
いられる入口番号がある。

【００４８】路上機では、図６のステップ４１６でデー
タを受領するまで繰り返し実行し（図５の処理内容Ｉｎ
５に相当）、受領の完了と共にハンドシェイクを解消
し、図６のルーチンを終了する。なお、ステップ４１６
におけるデータの受領は、要求信号を送信したが、デー
タが車載機から送信されない場合があるので、前記車載
機において実行されたように、所定時間を経過したとき
に行われるリトライを所定回数行ったか否かによってス
テップ４００へ戻るようにしてもよい。

【００４９】ここで、車載機と路上機との間で交信状態
が悪化すると、双方において受信待ちの状態のまま車両
が通信エリアを通過することとなるので、本実施例で
は、車載機において、所定の時間間隔で所定回数（本実
施例では３回）だけ同一の信号を送信しても応答が無い
場合に交信状態の悪化と判断し、上記ハンドシェイクを
やり直している。すなわち、図７のステップ５０４また
はステップ５１２で応答信号を送信し、所定時間信号受
信が無いときは図８のステップ５２０へ進み、直前に送
信した応答信号と同一の信号を送信し（リトライ）、ス
テップ５２２乃至ステップ５２４において所定時間を経
過するまで応答の有無を判断し（図７のステップ５０
６、５０７またはステップ５１４、５１５に相当）、応
答ありと判断し信号を受信した場合にはステップ５０８
またはステップ５１４へ進む。所定時間を経過して３回
リトライするまで繰り返し実行し、ステップ５２６で３
回のリトライで応答がないと判断されたときには交信状
態の悪化と判断し（図７のステップ５０９またはステッ
プ５１７に相当）、ステップ５００へ戻り、他の通信エ
リアにおける路上機とのハンドシェイクを行うために備
える。

【００５０】このように、本実施例では、車載機が交信
状態の悪化を判別し、判別結果により交信状態が悪化し
たアンテナとの交信を終了することができるので、隣接
する通信エリアを担当するアンテナに対して交信を開始
することができる。このため、複数の通信エリアの何れ
かを車両が通過しても、車両が位置する通信エリアの担
当するアンテナに対して交信することができるので、有
効かつ確実に車載機と路上機との間で情報の授受をする
ことができる。なお、この場合、路上機においても、車
載機と同様に所定回数（本実施例では３回）だけ同一の
信号を送信しても応答が無い場合に交信状態の悪化と判
断するようにしてもよく、車載機からの応答が所定時間
ないときに、アンテナの担当する通信エリア外に車両が
移動したと判断して自己の交信を終了させるようにして
もよい。

【００５１】次に、第２実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例はマルチレーンを走行する車両の車載機と
路上機との間における交信において、ハンドシェイク中
のアンテナ以外の他のアンテナからの信号受信により、
交信状態の悪化を検出するものである。これは、車載機
とアンテナによる路上機とでハンドシェイクしている場
合であっても、通信エリアが重なるような場合に、他の
アンテナからの信号の受信のみは可能であるためであ
る。

【００５２】本実施例の路上機の処理ルーチンは、交信
のために用いる経路把握アンテナ２１８、２２０、２２
２を順次時分割により切り換えている。現在処理対象で
ある経路把握アンテナを表す識別符号をフラグＣＮＴと
して、経路把握アンテナ２１８をＣＮＴ＝１、経路把握
アンテナ２２０をＣＮＴ＝２、経路把握アンテナ２２２
をＣＮＴ＝３と設定する。図９のステップ４２０ではＣ
ＮＴ＝１か否かを判断し、肯定判断の場合にはステップ
４２２において上記図６で説明した処理を経路把握アン
テナ２１８について実行し、この後ステップ４３４でフ
ラグＣＮＴをインクリメントする。同様にステップ４２
４で肯定判断されＣＮＴ＝２の場合にはステップ４２６
において経路把握アンテナ２２０について実行する。ま
た、ステップ４２８で肯定判断されＣＮＴ＝３の場合に
はステップ４３０において経路把握アンテナ２２２につ
いて実行し、ステップ４３２でフラグＣＮＴ＝１と設定
する。

【００５３】なお、多数のアンテナが配設されている場
合には、隣り合う通信エリアを担当するアンテナを交互
に処理するようにすることができる。例えば偶数番目の
アンテナと奇数番目のアンテナとに大別し、交互に処理
するようにしてもよい。

【００５４】図１０は、車載機の処理ルーチンを示すも
ので、ステップ５３０で路上機からの問合せ信号を受信
したと判断されると、ステップ５３２において受信した
問合せ信号を特定する。これは、認証の有無や要求信号
の有無によって特定することができ、受信した信号が上
記で説明した何れの処理（図５の処理Ｔｇ１〜４）に対
応するかを判別するために用いられる。本実施例では、
図５の情報を授受するときの通信１〜８を「１」〜
「８」の値に対応させてこの値をフラグＴｃの値として
設定する。

【００５５】次のステップ５３４では現在、処理対象と
して設定されているアンテナを表すフラグＡＮＴ（Ｎ）
の値を前回の処理対象であるアンテナを表すフラグＡＮ
Ｔ（Ｎ−１）に設定し、次のステップ５３６において今
回受信した信号を送信したアンテナを表す値をフラグＡ
ＮＴ（Ｎ）に設定する。なお、このフラグの値は、上記
路上機の経路アンテナについて説明したように、アンテ
ナを表す番号を設定する。次のステップ５３８では、ハ
ンドシェイク中のアンテナを表すフラグＨＡＮＤ（Ｎ）
の値が、ＨＡＮＤ（Ｎ）＞０か否かを判断することによ
り、ハンドシェイク中のアンテナの有無を判断する。な
お、ＨＡＮＤ（Ｎ）＝０は、ハンドシェイク中のアンテ
ナが無いことを表している。

【００５６】ハンドシェイク中のアンテナがないとき
は、ステップ５３８で否定判断され、ステップ５４０で
路上機からの最初の問い合わせか否かを判断し（Ｔｃ＝
１）、否定判断のときは他のアンテナと他の車載機との
交信を傍受したと判断し、ステップ５３０へ戻る。ステ
ップ５４０で肯定判断されると、次のステップ５４４に
おいて今回信号を受信したアンテナをハンドシェイクす
るアンテナとして設定し（ＨＡＮＤ（Ｎ）＝ＡＮＴ
（Ｎ））、次のステップ５４６で上記で説明した通信２
に対応する処理（図５参照）を、終了するまで（ステッ
プ５６６）実行する。

【００５７】ハンドシェイク中のアンテナが有るとき
は、ステップ５３８で肯定判断され、ステップ５４８に
おいてハンドシェイク中のアンテナとして保持されてい
るフラグＨＡＮＤ（Ｎ）の値と今回信号を受信した路上
機のアンテナを表すフラグＡＮＴ（Ｎ）とが一致するか
否かを判断し、一致のときはフラグＴｃの値により（ス
テップ５５０、５５２、５５４で判断し）、該当する処
理（ステップ５５６、５５８、５６０）を上記のように
して行う（図５参照）。

【００５８】一方、上記ステップ５４８で否定判断の場
合には、ハンドシェイクしていないアンテナからの信号
を受信したため、次のステップ５６２で前回信号を受信
したアンテナと今回信号を受信したアンテナが一致する
かを判断する。一致する場合には、ハンドシェイク中の
アンテナ以外のアンテナからの信号を連続して受信して
いるので、ハンドシェイク中のアンテナの交信状態が悪
化したと判断し、次のステップ５６４でフラグＨＡＮＤ
（Ｎ）をリセットし、ハンドシェイクを解除する。

【００５９】このように、本実施例では、ハンドシェイ
ク中のアンテナ以外のアンテナからの信号を連続して受
信したときにハンドシェイクしている相手のアンテナが
担当する通信エリア外に車両が移動したことを判断する
ことができ、車載機側においてハンドシェイクの対象と
なる路上機のアンテナを切り換える処理へ移行すること
ができる。このため、通信エリアの端部付近を車両が通
過するような場合であっても、隣接する通信エリアを担
当するアンテナとハンドシェイクでき、複数の通信エリ
アによる通信可能範囲内を有効に利用することができ
る。

【００６０】次に、第３実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例は、交信状態の悪化が検出されるとハンド
シェイクを解除し、それまでにハンドシェイクしたアン
テナ以外の他のアンテナとハンドシェイクするものであ
る。なお、本実施例の処理ルーチンは、図１０の処理ル
ーチンと同様であるため、異なる部分を説明し、同一部
分の詳細な説明は省略する。

【００６１】図１１に示すように、ハンドシェイク中の
アンテナがなく、路上機からの最初の問い合わせのとき
（ステップ５３８、５４０）、ステップ５４２において
前回ハンドシェイクしたアンテナからの信号か否かを判
断し（ＨＡＮＤ（Ｎ−１）＝ＡＮＴ（Ｎ））、肯定判断
の場合には既に交信が終了しているのでステップ５３０
へ戻る。一方、ステップ５４２で否定判断の場合には次
のステップ５７０において今回信号を受信したアンテナ
をハンドシェイクするアンテナとして設定すると共に
（ＨＡＮＤ（Ｎ）＝ＡＮＴ（Ｎ））、前回ハンドシェイ
クしたアンテナとして設定する（ＨＡＮＤ（Ｎ−１）＝
ＡＮＴ（Ｎ））。

【００６２】一方、ハンドシェイク中のアンテナが有り
（ステップ５３８）、ハンドシェイク中のアンテナとし
て保持されているフラグＨＡＮＤ（Ｎ）の値と今回信号
を受信した路上機のアンテナを表すフラグＡＮＴ（Ｎ）
とが不一致で（ステップ５４８）、前回信号を受信した
アンテナと今回信号を受信したアンテナが一致する場合
に（ステップ５６２）、次のステップ５６４でフラグＨ
ＡＮＤ（Ｎ）をリセットし、ハンドシェイクを解除す
る。

【００６３】このように、本実施例では、ハンドシェイ
クを解除し、その後に最初にハンドシェイクが可能とな
ったアンテナによるハンドシェイクが可能となるので、
短時間でアンテナを切り換えることができ、車載機の処
理負荷を軽減することができる。

【００６４】次に、第４実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例は、交信状態の悪化が検出されるとハンド
シェイクを解除し、それまでにハンドシェイクしたアン
テナ以外の他のアンテナとハンドシェイクするものであ
る。なお、本実施例の処理ルーチンは、図９及び図１０
の処理ルーチンと同様であるため、異なる部分を説明
し、同一部分の詳細な説明は省略する。

【００６５】図１２に示すように、現在ハンドシェイク
中のアンテナがなく（ステップ５３８）、路上機からの
最初の問い合わせで（ステップ５４０）、前回ハンドシ
ェイクしたアンテナからの信号でないときに、次のステ
ップ５４４において今回信号を受信したアンテナをハン
ドシェイクするアンテナとして設定し（ＨＡＮＤ（Ｎ）
＝ＡＮＴ（Ｎ））、次のステップ５４６で上記で説明し
た通信２に対応する処理（図５参照）を、終了するまで
（ステップ５６６）実行する。

【００６６】一方、ハンドシェイク中のアンテナが有り
（ステップ５３８）、ハンドシェイク中のアンテナとし
て保持されているフラグＨＡＮＤ（Ｎ）の値と今回信号
を受信した路上機のアンテナを表すフラグＡＮＴ（Ｎ）
とが不一致で（ステップ５４８）、前回信号を受信した
アンテナと今回信号を受信したアンテナが一致する場合
に（ステップ５６２）、次のステップ５７２において今
回信号を受信したアンテナを前回ハンドシェイクしたア
ンテナとして設定すると共に（ＨＡＮＤ（Ｎ−１）＝Ａ
ＮＴ（Ｎ））、フラグＨＡＮＤ（Ｎ）をリセットし、ハ
ンドシェイクを解除する。

【００６７】このように、本実施例では、ハンドシェイ
クを解除した後に、これまでハンドシェイクしていた以
外のアンテナによる路上機と最初にハンドシェイクが可
能となったアンテナによるハンドシェイクが可能となる
ので、最初に設定されたアンテナで交信完了まで、ハン
ドシェイクさせる必要がなく、容易に切替えることがで
きる。従って、マルチレーンの各レーンを物理的に分離
するための分離帯の有無に拘わらず車両と路上機との間
で確実に情報を授受できる。また、交信するために車両
を減速する必要がなく、高速走行中に確実に情報を授受
することができる。

【００６８】次に、第５実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例は、交信状態の悪化が検出されると緊急モ
ードによって、それまでにハンドシェイクしたアンテナ
以外の他のアンテナとハンドシェイクするものである。
なお、本実施例の処理ルーチンは、上記の処理ルーチン
と同様であるため、異なる部分を説明し、同一部分の詳
細な説明は省略する。

【００６９】図１３に示すように、現在ハンドシェイク
中のアンテナがなく、路上機からの最初の問い合わせ
で、前回ハンドシェイクしたアンテナからの信号でない
ときに、今回信号を受信したアンテナをハンドシェイク
するアンテナとして設定し（ステップ５３８〜５４
４）、次のステップ５７４において後述のように確実に
交信するための予め定めた緊急モードによって通信２に
対応する処理を、終了するまで（ステップ５６６）実行
する。

【００７０】緊急モードとは、複数の車載機から送信さ
れる信号の混信を防止するためのモードをいう。図１５
に示すように、通信１、通信２、通信３（図５参照）の
順に交信処理がなされるとき、車載機から送信する通信
２の時間について予め定めた個数、本実施例では４個の
タイミングｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに分割し、分割され
た４つのタイミングの内少なくとも１つのタイミングを
緊急時に交信するためのタイミングとして予め定める。
それ以外のタイミングでは、通常のモードとして乱数に
より定まるタイミングで交信する。例えば、タイミング
ｔｄを緊急時のタイミングとして設定したときには、タ
イミングｔａ，ｔｂ，ｔｃで通常の交信をする。従っ
て、このタイミングｔｄによる交信があった場合には緊
急であるとして優先的に処理すればよい。なお、予め設
定する緊急時のタイミングは、それ以降のタイミングに
よる処理を無視するように処理できるため、時間的に速
いタイミングが好ましい。

【００７１】一方、ハンドシェイク中のアンテナが有り
（ステップ５３８）、ハンドシェイク中のアンテナとし
て保持されているフラグＨＡＮＤ（Ｎ）の値と今回信号
を受信した路上機のアンテナを表すフラグＡＮＴ（Ｎ）
とが不一致で（ステップ５４８）、前回信号を受信した
アンテナと今回信号を受信したアンテナが一致する場合
に（ステップ５６２）、次のステップ５７２において今
回信号を受信したアンテナを前回ハンドシェイクしたア
ンテナとして設定すると共に（ＨＡＮＤ（Ｎ−１）＝Ａ
ＮＴ（Ｎ））、フラグＨＡＮＤ（Ｎ）をリセットし、ハ
ンドシェイクを解除する。

【００７２】このように、本実施例によれば、予め定め
た緊急モードで交信をすることができるので、他の車載
機との混信を極力抑えることができる。なお、上記の緊
急モード時の信号送信は、他のアンテナに対してハンド
シェイクを要求する緊急信号を出力するようにしてもよ
い。このようにすることによって、路上機において緊急
時の交信を要求している車載機を認識することができ、
上記説明した緊急時のタイミングによって確実かつ迅速
に緊急時の交信に対する対処を行うことができる。

【００７３】次に、第６実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例は、交信状態の悪化が検出されると割り込
み要求をすることによって、他の車載機とハンドシェイ
クしているアンテナの処理を中断させてハンドシェイク
するものである。なお、本実施例の処理ルーチンは、上
記の処理ルーチンと同様であるため、異なる部分を説明
し、同一部分の詳細な説明は省略する。

【００７４】本実施例では、図１３のステップ５７２と
ステップ５６６との間に、図１４に示すステップ５８０
からステップ５８４の処理を追加したものである。

【００７５】ハンドシェイクが解除されると、図１４の
ステップ５８０において割り込み要求信号を送信し、受
領されるまで（ステップ５８２、５８４）、繰り返し実
行する。

【００７６】このように、本実施例によれば、路上機に
対する割り込み要求が受領されてからハンドシェイクを
行うので、路上機は現在の処理を中断した後に緊急時の
交信をすることができ、他の車載機と交信中の路上機に
対して情報を送信するように車載機から送信する情報が
欠落することなく、確実に路上機に授けることができ
る。

【００７７】なお、上記各実施例において、１つのアン
テナによる通信エリアを隣接する少なくとも２つの他の
アンテナの通信エリアが含むように複数のアンテナを設
定することができる。この場合、１つのアンテナが担当
する路上機における交信状態の悪化が生じた場合であっ
ても、他のアンテナによる通信エリアで賄うことができ
る。

【００７８】また、ハンドシェイクしたアンテナと、入
口ゲートの車線番号や入口番号、途中経路の車線番号や
経路番号、出口ゲートの車線番号や料金所番号を表す路
上機の情報とを車載機に記憶し、この記憶された情報
を、記憶以降の位置の路上機が読み取ることにより、ア
ンテナが担当する路上機におけるアンテナの障害や感度
不足等の交信状態の悪化を認知することができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
発明によれば、第１のアンテナ以外の他の通信エリアを
担当する第２のアンテナからの信号を受信した場合に、
他の通信エリアを担当するアンテナによる交信を切り換
えるので、複数の通信エリア内を通過する間に確実に情
報を授受することができる、という効果がある。

【００８０】請求項２に記載した発明によれば、路上機
と車載用通信装置との間で交信を切り換えるための情報
授受をすることなく、短時間で通信可能なアンテナによ
る交信を開始できる、という効果がある。

【００８１】請求項３に記載した発明によれば、緊急モ
ードの交信に切り換えているので、より確実に情報を授
受するための交信を開始できる、という効果がある。

【００８２】請求項４に記載した発明によれば、検出さ
れた他のアンテナによる路上機へ交信要求を表す信号を
送信しているので、路上機でこれから交信すべき車載用
通信装置を予め認識することができ、路上機で交信要求
を表す信号を受信した車載用通信装置の交信を優先する
ので、現在交信中の他の車載用通信装置との交信の間に
情報の欠落を生じることなく確実に情報を授受すること
ができる、という効果がある。

【００８３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な自動料金収受装置を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の自動料金収受装置の途中経路を示す概略
斜視図である。

【図３】本実施例の車載機を示すブロック図である。

【図４】路上機の一例を示すブロック図である。

【図５】第１実施例の車載機と路上機との間で行われる
ハンドシェイクによる基本的な信号の送受信（交信）の
概略を示す概念図である。

【図６】第１実施例の路上機における処理ルーチンの流
れを示すフローチャートである。

【図７】第１実施例の車載機における処理ルーチンの流
れを示すフローチャートである。

【図８】第１実施例の車載機において交信状態の悪化の
検出の流れを示すフローチャートである。

【図９】第２実施例の路上機における処理ルーチンの流
れを示すフローチャートである。

【図１０】第２実施例の車載機における処理ルーチンの
流れを示すフローチャートである。

【図１１】第３実施例の車載機における処理ルーチンの
流れを示すフローチャートである。

【図１２】第４実施例の車載機における処理ルーチンの
流れを示すフローチャートである。

【図１３】第５実施例の車載機における処理ルーチンの
流れを示すフローチャートである。

【図１４】第６実施例の車載機における処理ルーチンの
主要部の流れを示すフローチャートである。

【図１５】緊急モードを説明するための通信処理の時間
経過を示すイメージ図である。

【図１６】一部分が重なるように設定された通信エリア
を通過する車両の経時関係を示すイメージ図である。

【符号の説明】

３０車載機２００途中経路２１７経路把握アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G07B 11/00 - 17/04 G06K 17/00 G08G 1/09 H04B 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方向と交差する方向に隣り合
う各々の通信エリアの一部分が重なるように設定された
複数のアンテナを備えた路上機と、前記路上機と前記通
信エリア内で電波信号により情報を授受するための車載
用通信装置との間で交信するための路車間通信方法であ
って、前記車載用通信装置において、前記車両が位置する通信
エリアを担当する第１のアンテナによる前記路上機と前
記車載用通信装置との交信中に、第１のアンテナ以外の
他の通信エリアを担当する第２のアンテナからの信号の
受信によって前記第１のアンテナによる前記路上機との
交信状態の悪化を検出し、前記交信状態の悪化が検出さ
れたときに、前記第１のアンテナによる前記路上機との
交信を終了し、前記第２のアンテナによる前記路上機と
の交信に切り換える、路車間通信方法。
【請求項２】前記第２のアンテナからの信号を繰り返
し受信した場合に、前記第１のアンテナによる路上機と
の交信から前記第２のアンテナによる路上機との交信に
切り換えることを特徴とする請求項１に記載の路車間通
信方法。
【請求項３】前記交信状態の悪化を検出すると共に、
交信可能な他のアンテナによる路上機を検出し、検出さ
れた他のアンテナによる路上機を前記第２のアンテナに
よる路上機とし、前記第１のアンテナによる路上機との
交信から前記第２のアンテナによる前記路上機との交信
でかつ他の交信より優先的に処理される緊急モードの交
信に切り換えることを特徴とする請求項１または２に記
載の路車間通信方法。
【請求項４】前記第２のアンテナによる交信要求を表
す信号を送信し、前記路上機で前記交信要求を表す信号
が受信されたときに、当該信号を受信したアンテナによ
る路上機により現在交信中の他の車載用通信装置との交
信を中断させ、前記交信要求を表す信号を送信した車載
用通信装置との交信を優先させることを特徴とする請求
項１に記載の路車間通信方法。