JP3405187B2 - 有料道路自動料金収受システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路等の有料
道路の料金所を通過する際に、走行する車両を停止させ
ることなく、通行してきた有料道路の通行料金またはこ
れから通行しようとする有料道路の通行料金を収受す
る、有料道路自動料金収受システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、有料道路自動料金収受システムは
特開平８−２８７３０８号公報に記載された、電波を用
いたものが知られている。

【０００３】図１２に従来の有料道路自動料金収受シス
テムに概要を示す。図１２において、９０は料金所車線
上に設置された第１の路側機アンテナ、９１は第１の路
側機アンテナより進行方向前方に設置された第２の路側
機アンテナである。第１の路側機アンテナ９０、第２の
路側機アンテナ９１は図示していない送信回路や受信回
路あるいは変復調回路に接続され、全体として図示して
いない路側機が構成されている。９２は有料道路を通行
する車両９３に搭載された車載機である。料金所の各車
線上に設置された複数の路側機間の混信を低減させるた
め、各車線の路側機が用いる電波の送受信周波数は、隣
接する車線において交互に異なった２種類の周波数が設
定されている。料金所の各車線に進入する車載機が当該
車線の路側機が使用する周波数を選定し無線による通信
を行っている。以下、路側機が使用する電波の周波数
を、周波数チャンネルと称す。

【０００４】有料道路の料金形態は、首都高速道路のよ
うな均一料金タイプと、東名高速道路などの走行距離に
応じた料金を課金するタイプの道路が存在する。前者に
関しては後者の収受法から類推できるため、後者の自動
料金収受方法を図１２を用いて説明する。なお、路側機
は、有料道路の入口側ならびに出口側の両方のすべての
車線または複数の車線上に配置されている。

【０００５】最初に、入口側の処理に関して説明する。
路側機は、第１の路側機アンテナ９０より送信タイミン
グ信号を定期的に当該車線上に送信している。この状況
下で、路側アンテナ９０の下を通過する車両９３に搭載
された車載機９２は、復調部を第１の周波数チャンネル
に設定した後、送信タイミング信号を受け、次に復調部
を第２の周波数チャンネルに設定して送信タイミング信
号を受信する。得られた２つの送信タイミング信号か
ら、車載機９２はこれから進入しようとする料金所車線
の路側機が使用している周波数チャンネルを選定し、路
側機との無線通信を開始する。

【０００６】前記第１の路側機アンテナ９０から送信さ
れた送信タイミング信号を受けた車載機９２は、第１の
路側機アンテナ９０を介し路側機と通信を開始する。次
に、車両９３の移動に伴い車載機９２は、第２の路側機
アンテナ９１と通信する。第１の路側機アンテナ９０と
車載機９２は、車載機９２より車両９３特有の車両情報
を、また路側機からは入口情報を各々送信する。入口情
報を受信した車載機９２は、その情報を車載機９２内に
記憶する。また図示していない光センサや画像センサに
より判断した車両９３の車種情報は、路側機より第２の
路側機アンテナ９１を介して車載機９２に送信される。

【０００７】次に出口側での路側機と車載機９２との通
信による自動料金収受法に関して説明する。入口側での
周波数選定や通信法を使い、路側機と車載機９２は無線
を用い通信を開始する。まず、路側機は第１の路側機ア
ンテナ９０を介し、車載機９２より入口情報や車種情報
を受け、通行料金を算出しその料金情報を車載機９２に
送信する。料金情報を受けた車載機９２は、車載機９２
に接続されたＩＣカード等で代表される電子財布より該
当料金を差引き、第２の路側機アンテナ９１により車載
機９２でのＩＣカードへの書込み終了を確認する。以上
のように、車両９３は、入口側、出口側の料金所で停止
する事なく、通行料金を電子的に決済することが可能に
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この有料道路自動料金
収受システムは金銭を扱う性格上、不正行為や誤動作の
防止のため高いレベルの通信信頼性が要求されている。
車載機における路側機の周波数チャンネルの選定におい
て、路側機から出力されている無線電波を使った周波数
チャンネル同定手段では、図１２に示す車線Ｂに対する
隣接車線ＡまたはＣからの混信や、大型車両や料金所の
形状による固有の干渉パターンにより、誤りを生じる可
能性があり、結果として無線による料金収受ができなく
なると言う課題を有している。

【０００９】本発明は、有料道路入口側または出口側で
の路側機と車載機との通信において、隣接車線の複数の
路側機との混信による車載機の周波数選定誤りを無く
し、通信の信頼性を高めることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、料金所各車線上に設置されている路側機が
使用する無線電波の周波数チャンネル情報を走行車両に
搭載された車載機に出力する各車線に設けられた周波数
チャンネル情報出力部と、車両に搭載されたセンサにて
チャンネル情報出力部の出力を得、センサ出力であるア
ナログ信号から周波数チャンネル情報として識別できる
Ｌビットのデジタル信号で構成されたセンシングデータ
列に変換すると共にセンシングデータ列を使用する装置
を必要とするＮビットのデジタル信号からなるシステム
指定データ列とこのセンシングデータ列を必要とする処
理を示すＭビットのアプリケーション指定データ列を付
加し、合計Ｌ＋Ｍ＋Ｎビットのデジタルデータ列を生成
する情報変換部を設け、車載機でこの情報を利用するも
のである。

【００１１】また、車載機に、車載機の保有する情報を
センシングデータ列に変換すると共にシステム指定デー
タ列とアプリケーション指定データ列を付加する信号変
換部を設けたものである。

【００１２】また、前記周波数チャンネル情報出力部と
して路側機が使用する電波周波数に対応した２つの磁気
発生部を、路側機と車載機との通信領域に対し車両走行
方向後方の各料金所車線の道路内部に埋設し、車両に搭
載した磁気センサにて情報を得、当該車線の路側機が使
用する無線電波の周波数を判定する周波数チャンネル同
定部を設け、周波数チャンネル同定部の出力により車載
機が周波数チャンネル情報を得るものである。

【００１３】また、車両位置検出部とデータベース部を
設け情報変換部に接続したものである。

【００１４】また、車両に搭載されたカーナビゲーショ
ンシステムに、信号入力接続部と信号変換部に接続され
た信号出力接続部とを接続し、車載機と接続するように
したものである。

【００１５】この発明によれば、走行車両に搭載されて
いる車載機が料金所の路側機との無線通信を行う所定の
通信領域に入る前に、路側機から出力している電波を使
わずに車両がこれから進入しようとする料金所車線の路
側機が使用する電波の周波数を選定でき、結果として路
側機と車載機との通信信頼性を向上できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、有料道路を走行する車両の通行料金を料金所で車両
を停止させることなく自動収受する有料道路自動料金収
受システムにおいて、有料道路の入口側と出口側の両側
または片側の複数の車線毎に設置された路側機と、前記
車両に搭載されて前記路側機と無線通信により必要情報
を通信する車載機と、各車線毎の路側機に接続された周
波数チャンネル情報出力部とを有し、前記車載機は、車
載機各部に接続されて各部の制御を行う車載機ＣＰＵ部
と、前記路側機との無線通信を行う電波の送受波を行う
車載機アンテナと、送信変調信号を作成する変調部と、
前記送信変調信号を前記車載機アンテナに給電する送信
部と、前記車載機アンテナからの受信信号を入力する受
信部と、前記受信部からの信号を復調する復調部と、車
載機外部の情報を得て前記車載機ＣＰＵ部が読み込める
形式に変換する信号入力接続部とを備え、前記車両は、
前記周波数チャンネル情報出力部からの信号を検出する
センサと、前記センサで検出した信号をＬビットのセン
シングデータ列にデジタル変換すると共にこのセンシン
グデータ列を必要とする装置を指定するＮビットのデジ
タル信号からなるシステム指定データ列とこのセンシン
グデータ列を必要とする処理を示すＭビットのアプリケ
ーション指定データ列とを付加して合計Ｌ＋Ｍ＋Ｎビッ
トのデジタルデータ列を生成する情報変換部とを備え、
前記車載機と前記情報変換部とを接続したことにより、
車載機は周波数チャンネル情報出力部が出力している該
当車線の路側機が使用している無線電波の周波数の情報
をセンサで入手し、情報変換部で車載機ＣＰＵ部が読取
れる形式の信号に変換することができ、車載機は路側機
との通信を行う通信領域に入る以前に、進入しようとす
る料金所車線の路側機が使っている電波周波数を、路側
機から出力している電波を使わずに、高精度に選定でき
るという作用を有する。

【００１７】請求項２に記載の発明は、車載機が、車載
機ＣＰＵ部からの情報を所定形式のデジタル信号である
センシングデータ列に変換すると共にシステム指定デー
タ列とアプリケーション指定データ列とを付加したデジ
タルデータ列を生成する信号変換部と、前記デジタルデ
ータ列を車載機から出力する信号出力接続部とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の有料道路自動料金収受
システムとすることにより、車両に搭載されている自動
料金収受システム以外のシステムと接続することで、車
載機の情報をセンシングデータ列とシステム指定データ
列とアプリケーション指定データ列の一連デジタル信号
による形式にして他システムに受け渡すことができると
いう作用を有する。

【００１８】請求項３に記載の発明は、周波数チャンネ
ル情報出力部は、路側機と車載機との通信領域に対し車
両走行方向後方の各車線の道路内部に埋設され当該車線
の路側機が使用する無線電波の周波数に対応する磁気を
発生する第１及び第２の磁気発生部と、前記第１及び第
２の磁気発生部に接続されたチャンネル信号制御部とを
有し、車両は、センサとして前記第１及び第２の磁気発
生部からの磁界パターンを読む磁気センサと、前記磁気
センサのアナログ出力を入力し当該車線上の路側機が使
用している電波周波数のデジタル情報に変換して情報変
換部に出力する周波数チャンネル同定部とを有すること
を特徴とする請求項１または２記載の有料道路自動料金
収受システムとすることにより、車両に搭載された磁気
センサは、道路に埋設された磁気発生部が出力する磁界
パターンを検出し、このパターンから当該車線の路側機
が使っている電波の周波数を周波数チャンネル同定部で
判断し、情報変換部でセンシングデータ列に変換すると
共にシステム指定データ列とアプリケーション指定デー
タ列とを付加した車載機ＣＰＵ部が読取れる形式の信号
に変換し車載機に出力させることができ、車載機は路側
機との通信を行う通信領域に入る以前に、進入しようと
する料金所車線の路側機が使っている電波周波数を、路
側機から出力している電波を使わずに、高精度に選定で
きるという作用を有する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、車両が、センサ
として複数の衛星からの無線電波を受けることで現在の
絶対位置を検出する車両位置検出部と、前記車両位置検
出部からの情報を予め記憶してある料金所近傍での空間
的な位置及び各車線と路側機との関係から参照して周波
数情報に変換し情報変換部に出力するデータベース部と
を有することを特徴とする請求項１または２記載の有料
道路自動料金収受システムとすることにより、車両位置
検出部から得られた車両の位置情報とデータベース部と
から、車載機は路側機との通信を行う通信領域に入る以
前に、進入しようとする料金所車線の路側機が使ってい
る電波周波数を、路側機から出力している電波を使わず
に、高精度に選定できるという作用を有する。

【００２０】

【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１１を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は有料道路料金所における路側ア
ンテナと走行車両の関係を示す概念図である。図１にお
いて、１は第１の路側機アンテナ、２は第２の路側機ア
ンテナで各料金所車線上のガントリ４に設置され、図示
していない路側機本体と接続されている。３７は各車線
毎に設けられた周波数チャンネル情報出力部であり、当
該車線での周波数チャンネルに関わる情報を出力する。
走行車両６には、車載機５が搭載され、車両６の料金所
通過時に、路側機と車載機５間で無線による通信を行
い、車両６の走行を停止させることなく、自動的に料金
を収受する。

【００２２】図２は、車載機５の構成要素を示すブロッ
ク図で、１０は車載機アンテナ、１１は車載機アンテナ
１０に接続された信号分離器でスイッチ等で構成されて
いる。信号分離器１１に接続された送信部１２と受信部
１３は、フィルタやアンプなどから構成され、受信部１
３に接続された復調部１４、および送信部１２に接続さ
れた変調部１５は、シンセサイザ、ミキサ、変調回路、
復調回路などから構成されている。復調部１４、変調部
１５は車載機全体の制御をつかさどる車載機ＣＰＵ部１
６に接続されている。復調部１４と変調部１５の通過帯
域周波数は車載機ＣＰＵ部１６により設定される。１７
は信号分離器１１に接続された比較部で、１８は比較部
へ参照レベルを与えるレベル設定器である。比較部１７
の出力は車載機ＣＰＵ部１６に接続される。ＩＣカード
接続部１９は、ＩＣカード２０を抜き差し可能な構成
で、ＩＣカード２０と車載機ＣＰＵ部１６は電気的に接
続され、また車載機ＣＰＵ部１６により情報の読み書き
を行う。２１は信号入力コネクタ、２２は信号入力コネ
クタ２１に接続された信号入力接続部で、信号入力接続
部２２は車載機ＣＰＵ部１６に接続されている。２３は
料金所の各車線毎に設けられた周波数チャンネル情報出
力部３７からの情報を検出するセンサで、２４はセンサ
２３の出力である周波数情報を車載機５が読みとれるデ
ジタルデータ形式に変換する情報変換部である。

【００２３】図３は、路側機の構成要素を示すブロック
図で、３０は路側機アンテナ１に接続された信号分離器
で、スイッチ等で構成されている。信号分離器３０に接
続された送信部３１と受信部３２は、フィルタやアンプ
などから構成され、受信部３２に接続された復調部３
３、および送信部３１に接続された変調部３４は、シン
セサイザ、ミキサ、変調回路、復調回路などから構成さ
れている。復調部３３と変調部３４は路側機ＣＰＵ部３
５に接続されている。路側機ＣＰＵ部３５は、有線ある
いは無線により料金収受を集中的につかさどる中央演算
装置３６に接続されている。周波数チャンネル情報出力
部３７は路側機ＣＰＵ部３５により制御される。路側機
３は、路側アンテナ１、信号分離器３０、送信部３１、
受信部３２、復調部３３、変調部３４、路側機ＣＰＵ部
３５により構成されている。

【００２４】路側機３は、周期的に周波数ｆ１の送信タ
イミング信号を路側機ＣＰＵ部３５、変調部３４、送信
部３１、信号分離器３０、路側器アンテナ１を介し、当
該車線上に照射する。また、周波数チャンネル情報出力
部３７から、走行車両６に当該車線の路側機３が使用す
る電波の周波数チャンネル情報を出力する。隣接車線の
路側機３は、同じように周波数ｆ２の送信タイミング信
号を照射し、また周波数チャンネル情報を出力する。即
ち、料金所の複数車線の各路側機３は車線毎に交互に異
なった２種類の周波数チャンネルで送受信を行う。

【００２５】車載機５は、信号入力コネクタ２１に情報
変換部２４が接続されている場合には、車両が進入しよ
うとする車線の周波数チャンネル情報を信号入力コネク
タ２１から取得する。信号入力コネクタ２１と情報変換
部２４との接続状況の判断は、車両６の動作時、例えば
イグニッションＯＮ時などの車載機ＣＰＵ部１６のイニ
シャル設定時に判断すれば良い。センサ２３としては、
料金所の周波数チャンネル情報出力部３７に応じて配置
する。但し、隣接車線の周波数チャンネル情報出力部３
７との分離を図るため、ピンポイントな情報源で構成す
る。例えば、受光センサにより直進性の優れている光を
通信方式に用いたり、画像センサにより車両６進行方向
の画像のみ抽出するなどで可能となる。なお、このセン
サ２３は複数種類でも構わない。

【００２６】センサ２３の出力は、センサの種類に応じ
たアナログ信号を出力する。このアナログ信号を受けた
情報変換部２４は車載機ＣＰＵ部１６が読取れるデジタ
ル信号形式に変換する。例えば、図４に示すように２ビ
ットのデジタル信号で表わし、周波数ｆ１を使った場合
には周波数チャンネル情報として「０１」を、周波数ｆ
２を使った場合は周波数チャンネル情報として「１０」
に変換する。

【００２７】また、車載機５は、車載機ＣＰＵ部１６に
より、復調部１４の受信周波数をｆ１に設定し、路側機
３からの送信タイミング信号を受信し復調部１４の出力
を車載器ＣＰＵ部１３に転送記憶する。復調部１４はミ
キサーやフィルターから構成されたダウンコンバータを
有しており、設定された受信周波数ｆ１以外の周波数帯
域の信号成分が通過できないようにしている。次に、車
載機ＣＰＵ部１６は、復調部１４の受信周波数をｆ２に
設定し、同じように送信タイミング信号を復調、検出
し、車載器ＣＰＵ部１６に転送記憶する。次に、車載機
ＣＰＵ部１６は、記憶している各周波数チャンネル毎の
送信タイミング信号と所定の信号とを比較し、車両６が
通過しようとしている料金所車線の路側機の周波数チャ
ンネルを選定する。

【００２８】このように２つの方法で得られた周波数チ
ャンネル情報は、信号入力コネクタ２１に情報変換部２
４が接続されている場合は、センサ２３から選られた情
報を優先し、情報変換部２４が接続されていない場合
は、送信タイミング信号からの選定方法を優先する。こ
のように得られた周波数チャンネル情報に基づき、車載
機ＣＰＵ部１６は、変調部１５の送信周波数と、復調部
１４の受信周波数を設定し、路側機３との無線通信を行
い、料金収受の手続きを行う。料金収受のための情報量
は数千ビットであり、この情報量を送受信するため、路
側機３と車載機５とは複数回の送受信を繰り返す。入口
側と出口側での無線通信とＩＣカード２０による具体的
な料金収受法に関しては、従来例に記載しているため説
明を省略する。各路側機３は、料金所全体の料金収受情
報を管理する中央演算装置３６に料金収受情報を転送す
る。上記説明では、電子的決済を可能とするものとして
車載機５にＩＣカード２０が接続されていると説明した
が、利用者が事前に銀行口座を登録しておき、中央演算
装置３６と銀行のコンピュータとを回線接続することに
よる電子的な決済も可能である。

【００２９】情報変換部２４の出力するデータ形式を図
４のようなデジタル信号形式でその概念を説明したが、
将来的には、車載機５が外部より必要とするデータは周
波数チャンネル情報だけには限らず、また車両６には有
料道路自動料金収受用車載機５だけでなく、カーナビゲ
ーションや路車間通信、車車間通信、自動走行支援端末
など複数のシステム端末が配置される。従って、センサ
２３は各々のシステムに対し共有できることが望まし
く、センサ２３の効率的な使用が可能な構成は、全体的
な装置の小型化やコスト低減につながる。これを実現す
るためには、情報変換部２４は各々のシステムが利用で
きるような信号に変換する必要がある。例えば、図５に
示すように、車載機５の周波数チャンネル選定処理だけ
が利用するような周波数チャンネル情報自体を示すデジ
タル信号として、センサ２３のアナログ信号をＬビット
構成のセンシングデータ列６０に変換すると共に、この
情報がどんな処理で必要なのか指定するＭビット構成の
アプリケーション指定データ列６１と、このセンシング
データ列６０はどのシステムで必要なのかを指定するＮ
ビットのシステム指定データ列６２からなる一連のデー
タを作成する。また、それぞれのビット数やデジタルデ
ータの意味を規定しておく事で、将来的なシステム端末
でもこのデータ形式で入出力を行えば、情報のやり取り
が可能となる。

【００３０】そして信号入力接続部２２は、入力情報の
うちシステム指定データ列６２だけを検出し、車載機５
にまつわる場合のみ、車載機ＣＰＵ部１６にセンシング
データ列６０とアプリケーション指定データ列６１を転
送する。車載機ＣＰＵ部１６は、送られてきた情報のう
ちアプリケーション指定データ列６１だけに着目するこ
とで、センシングデータ列６０が周波数チャンネル情報
を示すデータかどうか判断でき、周波数チャンネル情報
を示す場合は、センシングデータ列６０を読み込み無線
通信に必要となる周波数の設定を行う。

【００３１】車載機５が、センサ２３から周波数チャン
ネル情報を読込むタイミングについては、信号分離器１
１の出力とレベル設定器１７の信号を比較部１８で比較
することで決められる。即ち、車載機５と路側機３が無
線通信を行うと想定される通信領域での車載機アンテナ
１０が得られる受信信号レベルに応じ、レベル設定器１
７を予め設定することで、通信領域以前に路側機３が出
力する送信タンミング信号を検出でき、これにより車載
機ＣＰＵ部１６は、センサ２３からの周波数チャンネル
情報の読込み動作を開始する。路側機３の周波数チャン
ネルがいずれであっても、異なる周波数チャンネル間の
周波数間隔は数十ＭＨｚであり、車載機アンテナ１０の
帯域をこれ以上に広げることで、比較部１８への入力信
号の周波数依存性は無視でき、センサ２３からの周波数
チャンネル情報読込みタイミングとして使用することが
可能となる。

【００３２】以上のように本実施の形態によれば、車両
６が進入しようとする車線の路側機３が使用する周波数
チャンネル情報を車載機５は、複数の路側機３による混
信の影響を受けずに正確に選定する事が可能となり、車
載機５と路側機３との通信の信頼性を高めることができ
る。また、周波数チャンネル情報を取得するセンサの出
力であるアナログ信号を、システム指定データ列６２、
アプリケーション指定データ列６１、センシングデータ
列６０のデジタル信号に変換する事で、１つのセンサを
種々のシステムで流用できる。

【００３３】（実施の形態２）図６は、車載機５の構成
を示したブロック図で、図２に対し、信号変換部２５
と、信号出力接続部２６、信号出力コネクタ２７を設け
ている。

【００３４】将来的に車載機５は他のシステムと接続さ
れ、他システムから見て有用な情報元として扱われる事
が想定される。信号変換部２５は、車載機ＣＰＵ部１６
の出力を、例えば図５で示したデータ形式に変換するも
ので、また信号出力接続部２６は、信号変換部２５の出
力を信号出力コネクタ２７から、別システムに出力する
ものである。従って、路側機３から得られた料金収受に
関する情報や車載機５を無線通信用の送受信機として使
用したい他のシステムとのデータの送受信を、一連のセ
ンシングデータ列６０、アプリケーション指定データ列
６１、システム指定データ列６２のＬ＋Ｍ＋Ｎビットデ
ジタル信号列で受け渡すことができる。

【００３５】他システムには、このような一連のセンシ
ングデータ列６０とアプリケーション指定データ列６１
とシステム指定データ列６２のＬ＋Ｍ＋Ｎビットデジタ
ル信号列を受け取り識別する手段である信号入力接続部
や更に他システムに受け渡す手段である信号出力接続部
を設け、信号入力接続部は一連の情報形式からシステム
指定データ列６２だけを検出し、当該システム向けの情
報か判断し、そうであればアプリケーション指定データ
列に応じたセンシングデータ列を受け取り、そうでない
場合は、システム指定データ列とアプリケーション指定
データ列とセンシングデータ列全体を信号出力コネクタ
２７から更に他のシステムに転送する、若しくは無視す
ることで、複数のシステム間で情報のやり取りが可能と
なる。また、信号入力コネクタ２１と信号出力コネクタ
２７は、入出力を兼ねたものでも良い。

【００３６】以上のように本実施の形態によれば、有料
道路料金収受システムの車載機５が、車両６に搭載した
その他のシステムのセンサとして簡単に流用できる。

【００３７】（実施の形態３）図７は、本実施の形態の
車載機５のブロック図であり、図２のセンサ２３を磁気
センサ４０に置き換え、磁気センサ４０に接続され情報
変換部２４に周波数チャンネル情報を出力するチャンネ
ル同定部４１を設けたものである。図８は、路側機３を
含む料金所近傍の概念図であり、４２は車載機５と路側
機３とが無線通信を行える通信領域である。４３、４４
は料金所における各車線道路内部で車両進行車線下に埋
設された第１、第２の磁気発生部、４５は各々の磁気発
生部４３、４４に接続されたチャンネル信号制御部であ
る。

【００３８】車両事故や交通渋滞の削減に向け、ＦＭラ
ジオ放送の音声帯域外を利用した交通情報の発信と利用
や、漏洩同軸ケーブルを路側に設け、漏洩同軸ケーブル
と走行車両との路車間通信による交通情報の受渡しのサ
ービスが実用化されつつある。将来的には車両６の自動
走行に対するデータ源になるが、その中の１つの方式と
して、走行道路内部に一定間隔で磁気発生部を埋設さ
せ、磁気センサ２６を搭載した車両６が、埋設された磁
気発生部を磁気センサ４０により検出、追従するものが
ある。この道路に埋設された料金所近傍の磁気発生部
を、第１の磁気発生部４３、第２の磁気発生部４４に分
け、チャンネル信号制御部４５に接続させる。図８に示
すように、第１の磁気発生部４３、第２の磁気発生部４
４の配置は、車線Ａ、車線Ｂ、車線Ｃの各々の路側機３
が使用する周波数チャンネルをｆ１、ｆ２、ｆ１に関連
させて配置させ、具体的には車線Ａ、Ｃには第１の磁気
発生部４３が、車線Ｂには第２の磁気発生部４４が、車
載機５と路側機３の無線通信を行う通信領域４２より進
行方向後ろ側に埋設されている。

【００３９】第１の磁気発生部４３と第２の磁気発生部
４４は、チャンネル信号制御部４５により異なった磁界
パターンを発生する。例えば、図９に示すように、第１
の磁気発生部４３と第２の磁気発生部４４は共に道路面
上における磁極を、異なったタイミングでＳ極からＮ極
あるいはＮ極からＳ極に変化させる。走行している車両
６は、磁気センサ４０により磁気発生部４３、４４から
の出力を得、チャンネル同定部４１で第１の磁気発生部
４３と第２の磁気発生部４４の差異を検出し周波数チャ
ンネル情報を得、情報変換部２４で車載機５が読取れる
デジタル信号構成のセンシングデータ列６０に変換する
と共に、アプリケーション指定データ列６１とシステム
指定データ列６２を付加し車載機５に転送する。車載機
５は、実施の形態１で説明した手順により送受信周波数
を選定し路側機３と通信する。路側機３との無線通信に
よる料金収受に関しては、実施の形態１に記載している
ため、説明を省略する。

【００４０】以上のように本実施の形態によれば、車両
６が進入しようとする車線の路側機３が使用する周波数
チャンネル情報を車載機５は、複数の路側機３による混
信の影響を受けずに正確に選定する事が可能となり、車
載機５と路側機３との通信の信頼性を高めることができ
る。

【００４１】（実施の形態４）図１０は、本実施の形態
の車載機５のブロック図であり、図２のセンサ２３の代
わりに車両位置検出部５０設けた構成である。５１は車
両位置検出部５０に接続されたデータベース部で、デー
タベース部５１は情報変換部５２に接続されている。

【００４２】車両６の走行中、車両位置検出部５０は車
両６の現在の位置を検出する。具体的には、車両位置検
出部５０は、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏ
ｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により構成されて
いる。データベース部５１には、予め料金所の近傍の部
位、具体的には、車線と各車線の路側機３が使う周波数
チャンネル情報がデータベース化されている。車両位置
検出部５０の出力である車両６が進入しようとする車線
の位置情報は、車両６がこれから通行しようとする料金
所車線の路側機が使用している周波数チャンネル情報と
してデータベース部５１のデータベースで参照変換さ
れ、更に、情報変換部５２で図５に示すようなセンシン
グデータ列６０とアプリケーション指定データ列６１と
システム指定データ列６２のデジタル信号列に変換され
る。車両６が料金所に近づいた時、車載機ＣＰＵ部１６
は、信号入力コネクタ２１、信号入力接続部２２を介し
情報変換部５２の出力である、この一連のデジタル信号
列を取得する。周波数チャンネル情報を取得するタイミ
ングについては、実施の形態１で説明したように、比較
部１８とレベル設定器１７を用いることで実現できる。
このように選られた周波数チャンネル情報に基づいた車
載機５と路側機３との無線通信による料金収受に関して
は実施の形態１に記載しているため、説明を省略する。

【００４３】以上のように本実施の形態によれば、車両
６が進入しようとする車線の路側機３が使用する周波数
チャンネル情報を、車載機５は、複数の路側機３による
混信の影響を受けずに正確に選定する事が可能となり、
車載機５と路側機３との通信の信頼性を高めることがで
きる。

【００４４】（実施の形態５）図１１は、本実施の形態
の車両６に搭載しているシステムの概略構成図であり、
車載機５は図６に示した構成である。７０はカーナビゲ
ーションシステム本体部で、信号変換部７１と、信号出
力接続部７２、信号出力コネクタ７３、信号入力コネク
タ７４、信号入力接続部７５で車載機５の信号入力コネ
クタ２１と信号出力コネクタ２７に接続されている。カ
ーナビゲーションシステム本体部７０には、全地球測位
システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓ
ｙｓｔｅｍ）からなる測位システム部７６とＣＤ−ＲＯ
ＭやＤＶＤ−ＲＯＭから構成されたデータベース部７
７、ＣＰＵ部７８から概略構成されている。前記データ
ベース部７７には、予め料金所の近傍の部位、特に車線
と、各車線の路側機３が使う周波数チャンネル情報を付
加しておく。

【００４５】車両６が料金所に近づいた時、車載機５は
車載機ＣＰＵ部１６より、現在位置での車両６が進入し
ようとする車線の路側機３が使用する周波数チャンネル
情報を得るための要求信号を、信号変換部２５にて図５
に示すようなセンシングデータ列６０とアプリケーショ
ン指定データ列６１とシステム指定データ列６２のデー
タ形式に変換し、信号出力接続部２６はこの信号を信号
出力コネクタ２７からカーナビゲーションシステム本体
部７０に出力する。カーナビゲーションシステム本体部
７０は、信号入力接続部７５により信号入力コネクタ７
４からこの信号を受けＣＰＵ部７８に転送する。ＣＰＵ
部７８は、測位システム部７６とデータベース部７７か
ら、車両６が進入しようとする車線の周波数チャンネル
情報を得る。

【００４６】この周波数チャンネル情報は、信号変換部
７１で図５のようなセンシングデータ列６０とアプリケ
ーション指定データ列６１とシステム指定データ列６２
のデジタル信号列に変換し、必要な形式の信号に変換
し、信号出力接続部７２はこの信号を信号出力コネクタ
７３から、車載機５に出力する。車載機ＣＰＵ部１６
は、信号入力コネクタ２１、信号入力接続部２２を通
じ、周波数チャンネル情報を得る。

【００４７】周波数チャンネル情報を取得するタイミン
グについては、実施の形態１で説明したように、比較部
１８とレベル設定器１７を用いることで実現できる。こ
のように選られた周波数チャンネル情報に基づいた車載
機５と路側機３との無線通信による料金収受に関しては
実施の形態１に記載しているため、説明を省略する。

【００４８】以上のように本実施の形態によれば、車両
６が進入しようとする車線の路側機３が使用する周波数
チャンネル情報を、車載機５は複数の路側機３による混
信の影響を受けずに正確に選定する事が可能となり、車
載機５と路側機３との通信の信頼性を高めることができ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、料金所に
設置された路側機と車両に搭載した車載機との間での無
線通信により、車両の走行を停止させることなく自動的
に有料道路の料金を収受するシステムにおいて、車載機
が路側機の送信電波を使わずに、例えば当該路側機が使
用する電波の周波数に関わる情報を得、または車両位置
を検出し、情報変換部で所定のデジタル信号形式のセン
シングデータ列に変換すると共にアプリケーション指定
データ列とシステム指定データ列を付加し車載機に出力
することで、車載機は路側機との通信を行う通信領域に
入る以前に、進入しようとする料金所車線の路側機が使
っている電波周波数を、路側機から出力している電波を
使わずに、高精度に選定でき、結果として路側機と車載
機との通信信頼性を向上できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による有料道路料金所近
傍の概念図

【図２】本発明の一実施の形態による車載機の構成ブロ
ック図

【図３】本発明の一実施の形態による路側機の構成ブロ
ック図

【図４】本発明の一実施の形態による車載機とセンサと
の信号形式を表わす概念図

【図５】本発明の一実施の形態による車載機とセンサと
の信号形式を表わす概念図

【図６】本発明の一実施の形態による車載機の構成ブロ
ック図

【図７】本発明の一実施の形態による車載機の構成ブロ
ック図

【図８】本発明の一実施の形態による有料道路料金所近
傍の概念図

【図９】本発明の一実施の形態による磁気発生部の動作
を表す模式図

【図１０】本発明の一実施の形態による車載機の構成ブ
ロック図

【図１１】本発明の一実施の形態による車両に搭載され
たシステムの構成ブロック図

【図１２】従来の有料道路自動料金収受システムの概念
図

【符号の説明】

１ 第１の路側機アンテナ ２ 第２の路側機アンテナ ３ 路側機 ４ ガントリ ５ 車載機 ６ 車両 １０ 車載機アンテナ １１ 信号分離器 １２ 送信部 １３ 受信部 １４ 復調部 １５ 変調部 １６ 車載機ＣＰＵ部 １７ レベル設定器 １８ 比較部 １９ ＩＣカード接続部 ２０ ＩＣカード ２１ 信号入力コネクタ ２２ 信号入力接続部 ２３ センサ ２４ 情報変換部 ２５ 信号変換部 ２６ 信号出力接続部 ２７ 信号出力コネクタ ３０ 信号分離器 ３１ 送信部 ３２ 受信部 ３３ 復調部 ３４ 変調部 ３５ 路側機ＣＰＵ部 ３６ 中央演算装置 ３７ 周波数チャンネル情報出力部 ４０ 磁気センサ ４１ チャンネル同定部 ４２ 通信領域 ４３ 第１の磁気発生部 ４４ 第２の磁気発生部 ４５ チャンネル信号制御部 ５０ 車両位置検出部 ５１ データベース部 ５２ 情報変換部 ６０ センシングデータ列 ６１ アプリケーション指定データ列 ６２ システム指定データ列 ７０ カーナビゲーションシステム本体部 ７１ 信号変換部 ７２ 信号出力接続部 ７３ 信号出力コネクタ ７４ 信号入力コネクタ ７５ 信号入力接続部 ７６ 測位システム部 ７７ データベース部 ７８ ＣＰＵ部 ９０ 第１の路側機アンテナ ９１ 第２の路側機アンテナ ９２ 車載機 ９３ 車両

───────────────────────────────────────────────────── 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 G06F 17/60 G06F 19/00 G01C 21/00 - 21/24 G01C 23/00 - 25/00 G08G 1/00 - 9/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有料道路を走行する車両の通行料金を料
   金所で車両を停止させることなく自動収受する有料道路
   自動料金収受システムにおいて、有料道路の入口側と出
   口側の両側または片側の複数の車線毎に設置された路側
   機と、前記車両に搭載されて前記路側機と無線通信によ
   り必要情報を通信する車載機と、各車線毎の路側機に接
   続された周波数チャンネル情報出力部とを有し、前記車
   載機は、車載機各部に接続されて各部の制御を行う車載
   機ＣＰＵ部と、前記路側機との無線通信を行う電波の送
   受波を行う車載機アンテナと、送信変調信号を作成する
   変調部と、前記送信変調信号を前記車載機アンテナに給
   電する送信部と、前記車載機アンテナからの受信信号を
   入力する受信部と、前記受信部からの信号を復調する復
   調部と、車載機外部の情報を得て前記車載機ＣＰＵ部が
   読み込める形式に変換する信号入力接続部とを備え、前
   記車両は、前記周波数チャンネル情報出力部からの信号
   を検出するセンサと、前記センサで検出した信号をＬビ
   ットのセンシングデータ列にデジタル変換すると共にこ
   のセンシングデータ列を必要とする装置を指定するＮビ
   ットのデジタル信号からなるシステム指定データ列とこ
   のセンシングデータ列を必要とする処理を示すＭビット
   のアプリケーション指定データ列とを付加して合計Ｌ＋
   Ｍ＋Ｎビットのデジタルデータ列を生成する情報変換部
   とを備え、前記車載機と前記情報変換部とを接続したこ
   とを特徴とする有料道路自動料金収受システム。
2. 【請求項２】 車載機が、車載機ＣＰＵ部からの情報を
   所定形式のデジタル信号であるセンシングデータ列に変
   換すると共にシステム指定データ列とアプリケーション
   指定データ列とを付加したデジタルデータ列を生成する
   信号変換部と、前記デジタルデータ列を車載機から出力
   する信号出力接続部とを有することを特徴とする請求項
   １記載の有料道路自動料金収受システム。
3. 【請求項３】 周波数チャンネル情報出力部は、路側機
   と車載機との通信領域に対し車両走行方向後方の各車線
   の道路内部に埋設され当該車線の路側機が使用する無線
   電波の周波数に対応する磁気を発生する第１及び第２の
   磁気発生部と、前記第１及び第２の磁気発生部に接続さ
   れたチャンネル信号制御部とを有し、車両は、センサと
   して前記第１及び第２の磁気発生部からの磁界パターン
   を読む磁気センサと、前記磁気センサのアナログ出力を
   入力し当該車線上の路側機が使用している電波周波数の
   デジタル情報に変換して情報変換部に出力する周波数チ
   ャンネル同定部とを有することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の有料道路自動料金収受システム。
4. 【請求項４】 車両が、センサとして複数の衛星からの
   無線電波を受けることで現在の絶対位置を検出する車両
   位置検出部と、前記車両位置検出部からの情報を予め記
   憶してある料金所近傍での空間的な位置及び各車線と路
   側機との関係から参照して周波数情報に変換し情報変換
   部に出力するデータベース部とを有することを特徴とす
   る請求項１または２記載の有料道路自動料金収受システ
   ム。