JP5017929B2 - 自動料金収受システム用車載装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動料金収受システムに用いられる車載アンテナの通信障害を自動で検知する、自動料金収受システム用車載装置に関する。

従来から、高速道路などにおける自動料金課金システムの車載機において、アンテナ部に対する受信障害物を検出して、良好な受信状態を確保させる障害物検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この障害物検出装置は、地図やチケットがアンテナ部周辺に置かれることにより、アンテナ部が路上機からの電波を受信することができなくなることを防ぐため、電波障害に応じて悪化するアンテナインピーダンスの変化を検知し、この検知結果に基づき障害物によって車載機と路上機間の電波の送受信が確保できないことを運転者に知らせるものである。
特開平９−１９８５３５号公報

しかしながら、上述の従来技術では、アンテナインピーダンスの悪化が検知されるたびに障害物が存在する旨を乗員に対して報知することになるので、通信障害の対象となる物体がアンテナ付近に一時的に存在する場合や乗員がアンテナ付近に手をかざすなどの動作を行う場合であっても、上記旨を乗員に対して報知すると考えられ、乗員に対する報知が必要以上に行われるおそれがある。

そこで、本発明は、車載アンテナに及ぶ通信障害を誤検知し乗員に誤報知することを防止する、自動料金収受システム用車載装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明として、
車載アンテナを介して路側の通信装置と通信を行うことによって自動的に通行料の支払いを処理する自動料金収受システムに使用する車載装置であって、
前記車載アンテナによる通信の妨げとなる障害の検出動作を行う通信障害検出手段と、
前記通信障害検出手段によって前記障害が検出された以後の所定のタイミングに乗員に対し所定の報知動作を行う報知手段とを備えることを特徴とする、自動料金収受システム用車載装置を提供する。

ここで、前記所定のタイミングとして、車両が所定の距離を走行した時や、車両が所定の地点を通過した時などが挙げられ、前記所定の地点は、前記路側の通信装置から所定範囲内の地点であると更に好適である。

また、前記通信障害検出手段は、前記車載アンテナの取り付け位置の周辺に存在する障害物を検出すると好適である。ここで、超音波を照射することによって前記障害物を検出するようにしてもよいし、カメラで撮像することによって前記障害物を検出するようにしてもよい。さらに、前記通信障害検出手段は、前記車載アンテナのアンテナインピーダンスを測定して、車載アンテナ周囲の障害物を検出するようにしてもよい。

また、前記所定の報知動作は、前記通信障害検出手段によって前記障害の検出が所定時間継続した場合に行われると好適である。その所定の報知動作とは、望ましくは、音声及び／または表示によって乗員に対して報知内容を案内する動作である。

本発明によれば、車載アンテナに及ぶ通信障害を誤検知し乗員に誤報知することを防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態を示す図である。自動料金収受システムは、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムとも呼ばれる。ＥＴＣシステムは、有料道路の料金所手前に設置されたＥＴＣレーンへの車両の進入が路側の車両検知器によって検知されると、路側に設置された通信装置であるゲートアンテナから車両に向けて電波が照射され、車載アンテナ１０を介してその電波を受信したＥＴＣ車載器２０とゲートアンテナとの間で通行確認や料金情報等のデータ通信が行われることによって、自動課金がなされるものである。

車載アンテナ１０は、図２のような位置に搭載される。図２は、ＥＴＣ車載器２０に接続される車載アンテナ１０の搭載場所の一例を示した図である。車載アンテナ１０は、車外との電波の送受信にできるだけ影響の少ない場所に搭載されるのがよく、例えば、フロントウィンドシールド２の周辺部に搭載される。図２の場合、車載アンテナ１０は、インストルメントパネル４の中央部裏側の乗員の目の届かない場所に搭載されている。

ところが、乗員の車両の使用形態として、図２に示されるインストルメントパネル４の上面にマットを敷いたりアクセサリーなどの小物や地図を置いたりすることが見受けられる。このように、車載アンテナ１０の周囲に異物（特に、金属物）が存在すると車外との通信が阻害される場合がある。特に、図２に示されるように、車載アンテナ１０が乗員の視認できない場所に搭載されている場合には、そのような使用形態がより一層なされてしまうおそれが大きい。それを対策するために、オーナーズマニュアルによってそのような行為を行わないように注意喚起を行ってはいるものの、ユーザの使用状況にゆだねた対応とならざるをえず、より一層の効果的な対策が望まれる。

そこで、その点を鑑み、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態は、図１に示されるような構成を有する。以下、各構成について説明する。

車室内監視装置３０は、超音波や、マイクロ波やミリ波などの電磁波や、ＣＣＤなどのカメラを利用して、車室内の状況を監視するものであって、車室内の所定範囲内の物体の存在有無を検出することができる。例えば、超音波や電磁波を利用する場合には、超音波や電磁波を照射したときの物体が存在している場合と存在していない場合のその反射波の状態を比較することによって物体の存在有無を検出することができ、また、カメラによる撮像データを利用する場合には、撮像時点の異なる撮像データを比較することによって物体の存在有無を検出することができる。したがって、図２に示したインストルメントパネル４の上面を車室内監視装置３０による監視領域に設定することによって、車載アンテナ１０の通信障害となりえる障害物を検出することが可能である。障害物が検出された場合には、車室内監視装置３０は、車載アンテナ１０の周辺に障害物がある旨を乗員に知らせるための制御信号を、後述する報知装置７０に対してＣＡＮやＡＶＣ−ＬＡＮなどの回線６０を介して送信する。

また、車載アンテナ１０の周囲にある電波障害物を検出するために、ＥＴＣ車載器２０に車載アンテナ１０のアンテナインピーダンスを測定する装置を備えてもよい。図３は、車載アンテナ１０のアンテナインピーダンスの測定装置の一例を示すブロック図である。発振回路１１は、車載アンテナ１０の共振周波数で発振して車載アンテナ１０から微弱電波を発信させるものである。インピーダンス測定回路１２は、発信回路１１の発振中に車載アンテナ１０のアンテナインピーダンスの変化を検知する。インピーダンス測定回路１２は、アンテナインピーダンスの悪化や定在波の存在を検知して、車載アンテナ１０の周囲に障害物が存在することを検出する。障害物が検出された場合には、インピーダンス測定回路１２は、車載アンテナ１０の周辺に障害物がある旨を乗員に知らせるための制御信号を、後述する報知装置７０に対して回線６０を介して送信する。アンテナインピーダンスの測定は、車室内監視装置３０で検出できないような障害物を検出することが可能である。

また、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態は、車両位置検出装置４０を備える。車両位置検出装置４０は、ＧＰＳ装置を有し、自車の位置を検出するものである。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報に基づいて、自車の位置を２次元若しくは３次元の座標データによって特定する装置である。また、車両位置検出装置４０は、地図データベースを有してもよい。地図データベースは、高精度の地図情報を記憶している。高精度の地図情報には、道路形状や地形に関する情報や、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所（ＥＴＣレーン）などの施設の存在地点の情報がその地点の座標データとともに含まれている。地図データベース内の地図情報は、車車間通信や路車間通信や所定の管理センターなどの外部との通信を介して、あるいは、ＣＤやＤＶＤなどの媒体を介して、更新可能にしてもよい。したがって、車両位置検出装置４０は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置と地図データベース内の地図情報に基づいて、自車が地図上のどのような地点に位置しているのかを把握する。車両位置検出装置４０は、回線６０を介して、自車の車両位置情報を必要とする装置に対してその情報を送信する。

車速センサ５０は、車速に応じた信号を出力する。車速センサ５０は、例えば、車輪１回転につき４パルスの信号からなる車速信号を出力する。車速信号もその信号を必要とする装置に対して回線６０を介して送信される。車速センサ５０によって検出された車速情報は、その情報を有するエンジンを制御する装置から送信されるようにしてもよい。

報知装置７０は、画像表示装置や音声出力装置である。画像表示装置は、乗員に対し視覚的な情報を通知する装置であって、その具体例として、車室内に設置されたディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、ホログラフィ装置、メータが挙げられる。音声出力装置は、乗員に対し音声情報を通知する装置であって、その具体例として、スピーカやイヤホンが挙げられる。報知装置７０は、車載アンテナ１０の周辺に障害物がある旨を乗員に知らせるための制御信号をＥＴＣ車載器２０や車室内監視装置３０から回線６０を介して受信した場合、その制御信号に応じた所定の報知内容を画像表示装置に表示したり、音声出力装置に音声出力したりする。例えば、「インストルメントパネル上部に障害物があるためＥＴＣシステムが正常作動しないおそれがあります。障害物を取り除いてください。」などと乗員に対して報知される。

それでは、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作について説明する。図４は、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作例を示す第１のフローである。図４に示される第１のフローは、所定のチェックタイミング毎に車載アンテナ１０による通信の妨げとなりえる障害物の検出動作を実行するものである。ＥＴＣ車載器２０や車室内監視装置３０は、障害物の検出動作を実行するチェックタイミングであるか否かを判断し（ステップ１０）、そのチェックタイミングに相当する場合には所定の障害検出動作を実行する（ステップ１２）。そのチェックタイミングに相当しない場合には所定の障害検出動作は実行されずに、本フローは終了する。

障害物の検出動作を実行するチェックタイミングとは、例えば、所定時間（例えば、５分）経過時、車速センサ５０の車速パルスをカウントすることにより測定される車両の走行距離が所定値に到達する時点、車両位置検出装置４０によって検出された所定地点（例えば、交差点や踏切など）を通過する時点、車両位置検出装置４０によってＥＴＣゲートの存在地点の周囲所定距離範囲内に車両が進入した時点である。

ＥＴＣ車載器２０は、所定の障害検出動作として、車載アンテナ１０のアンテナインピーダンスのチェックを実施する（ステップ１２）。ＥＴＣ車載器２０は、アンテナインピーダンスが障害物のあることを示す値が測定されれば（ステップ１４；Ｙｅｓ）、報知装置７０に報知動作をさせる制御信号を出力する（ステップ１６）。障害物のあることを示す値が測定されなければ、報知動作は実行されずに、本フローは終了する。

また、車室内監視装置３０は、所定の障害検出動作として、インストルメントパネル４の中央上部に障害物があるか否かを判断する（ステップ１２）。車室内監視装置３０は、障害物があると判断すれば（ステップ１４；Ｙｅｓ）、報知装置７０に報知動作をさせる制御信号を出力する（ステップ１６）。障害物がないと判断されれば、報知動作は実行されずに、本フローは終了する。

したがって、図４に示される第１のフローによれば、障害物を検出した場合にすぐに乗員に対して報知動作を行うのではなく、障害検出動作を所定のタイミング毎にしか実行せず、そのタイミングで障害物が検出された場合にのみ報知されるので、頻繁に障害物検出動作や報知動作が行われなくなり、必要以上の報知よって乗員が煩わしさを感じることも防止することができる。また、障害物検出動作や報知動作の回数が減ることによって各装置の消費電力を減らす効果もある。

図５は、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作例を示す第２のフローである。図５に示される第２のフローは、車載アンテナ１０による通信の妨げとなりえる障害が検出された以後に所定の報知タイミングで乗員に対して所定の報知動作を実行するものである。ＥＴＣ車載器２０によるアンテナインピーダンスチェックや車室内監視装置３０による車室内監視の障害検出動作が常時実行されている（ステップ３０）。ＥＴＣ車載器２０が車載アンテナ１０のインピーダンスチェックを実施し、アンテナインピーダンスが障害物のあることを示す値が測定されれば（ステップ３２；Ｙｅｓ）、あるいは、車室内監視装置３０がインストルメントパネル４の中央上部に障害物があるか否かを判断し、障害物があると判断すれば（ステップ３２；Ｙｅｓ）、現時点が所定の報知タイミングであるか否かが判断される（ステップ３４）。現時点が所定の報知タイミングの場合には、障害物がある旨を乗員に知らせる報知動作が実行される（ステップ３６）。一方、現時点が所定の報知タイミングでない場合には、障害物がある旨を知らせる報知動作は実行されない。

なお、所定の報知タイミングとは、上述の障害物の検出動作を実行するチェックタイミングと同様に、例えば、所定時間（例えば、５分）経過時、車速センサ５０の車速パルスをカウントすることにより測定される車両の走行距離が所定値に到達する時点、車両位置検出装置４０によって検出された所定地点（例えば、交差点や踏切など）を通過する時点、車両位置検出装置４０によってＥＴＣゲートの存在地点の周囲所定距離範囲内に車両が進入した時点である。

したがって、図５に示される第２のフローによれば、障害物を検出した場合にすぐに乗員に対して報知動作を行うのではなく、障害物を検出しても所定の報知タイミングにしか報知動作が行われないので、必要以上の報知よって乗員が煩わしさを感じることも防止することができる。また、報知動作の回数が減ることによって報知装置の消費電力を減らす効果もある。

図６は、本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作例を示す第３のフローである。図６に示される第３のフローは、車載アンテナ１０による通信の妨げとなりえる障害物の検出が所定時間継続した場合に所定の報知動作を実行するものである。ＥＴＣ車載器２０や車室内監視装置３０は、障害物の検出動作を実行するチェックタイミングであるか否かを判断し（ステップ５０）、そのチェックタイミングに相当する場合には所定の障害検出動作を実行する（ステップ５２）。そのチェックタイミングに相当しない場合には所定の障害検出動作は実行されずに、本フローは終了する。なお、障害物の検出動作を実行するチェックタイミングとは、図４に示される第１のフローの場合と同様である。

ＥＴＣ車載器２０が車載アンテナ１０のインピーダンスチェックを実施し、アンテナインピーダンスが障害物のあることを示す値が測定されれば（ステップ５４；Ｙｅｓ）、あるいは、車室内監視装置３０がインストルメントパネル４の中央上部に障害物があるか否かを判断し、障害物があると判断すれば（ステップ５４；Ｙｅｓ）、その障害物の検出が所定時間継続しているか否かが判断される（ステップ５６）。その障害物の検出が所定時間継続していなければ（ステップ５６；Ｎｏ）、ステップ５２に戻って障害検出動作の実行が継続され、その障害物が検出されなくなれば（ステップ５４；Ｎｏ）、本フローは終了する。一方、その障害物の検出が所定時間継続していれば（ステップ５６；Ｙｅｓ）、障害物がある旨を乗員に知らせる報知動作が実行される（ステップ５８）。

したがって、図６に示される第３のフローによれば、障害物を検出した場合にすぐに乗員に対して報知動作を行うのではなく、障害物を検出してもその障害物の検出が所定時間継続しなければ報知動作が行われないので、必要以上の報知よって乗員が煩わしさを感じることも防止することができる。また、障害物検出動作や報知動作の回数が減ることによって各装置の消費電力を減らす効果もある。

以上、上述の実施形態によれば、車載アンテナ１０の搭載位置付近に障害物がある旨やＥＴＣシステムが正常動作しないおそれがある旨をＥＴＣのゲートアンテナと通信を行う前に、ユーザに音声などで知らせることができる。特に、車両とＥＴＣレーンのある料金所との位置関係に基づいて、車両がＥＴＣレーンに接近する手前の余裕のあるタイミングで報知すれば、報知内容を運転中に忘れることもなく、障害物の除去が速やかに行われることが期待できる。また、所定のタイミング毎に、障害検知動作を行ったり、報知動作を行ったりするため、一時的に障害物が存在していても、誤検知や乗員に対する誤報を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施形態が、ＥＴＣ車載器２０や車室内監視装置３０が報知装置７０に対して報知する旨を指令するような構成になっていたが、図７に示されるように、ＥＴＣ車載器２０及び車室内監視装置３０と報知装置７０との間に制御装置１００を設けてもよい。制御装置１００が、ＥＴＣ車載器２０や車室内監視装置３０の障害検知動作の検出結果を取得することによって、報知装置７０に報知するような指令を送出してもよい。

また、車両位置検出装置４０は、カメラ等による画像処理装置や車外と通信可能な車載通信装置を用いてもよい。画像処理装置は、車外の状況を撮像した画像を解析することによって、車両の位置を認識することができる。車載通信装置は、車外の所定の設備装置と通信するための装置である。その車外の設備装置には、例えば、走行路の特定ポイント毎に設置された路側車両検知装置や路側位置情報提供装置が挙げられる。路側車両検知装置は、赤外線等を利用して所定距離内で自己に接近する車両を検出する車両検出センサと、その車両検出結果を周辺車両に向けて送信する送信装置とを有している。この路側車両検知装置や路側位置情報提供装置からの情報を車両が取得することによって、車両がどのあたりを走行しているのかの把握が可能となる。

本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態を示す図である。 ＥＴＣ車載器２０に接続される車載アンテナ１０の搭載場所の一例を示した図である。 車載アンテナ１０のアンテナインピーダンスの測定装置の一例を示すブロック図である。 本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作例を示す第１のフローである。 本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作例を示す第２のフローである。 本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の実施形態の動作例を示す第３のフローである。 本発明に係る自動料金収受システム用車載装置の図１と異なる実施形態を示す図である。

符号の説明

２ フロントウィンドシールド
４ インストルメントパネル
１０ 車載アンテナ
１１ 発振回路
１２ インピーダンス測定回路
２０ ＥＴＣ車載器
３０ 車室内監視システム
４０ 車両位置検出装置
５０ 車速センサ
６０ 回線（ＣＡＮなどの車内ＬＡＮ）
７０ 報知装置
１００ 制御装置

Claims (1)

1. 車載アンテナを介して路側の通信装置と通信を行うことによって自動的に通行料の支払いを処理する自動料金収受システムに使用する車載装置であって、
   前記車載アンテナによる通信の妨げとなる障害の検出動作を行う通信障害検出手段と、
   前記通信障害検出手段によって前記障害が検出された以後の所定のタイミングに乗員に対し所定の報知動作を行う報知手段とを備え、
   前記所定のタイミングは、前記路側の通信装置から所定範囲内の地点を車両が通過するタイミングであることを特徴とする、自動料金収受システム用車載装置。

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