JP5641961B2 - Radio wave emission source detection sensor and automatic toll collection system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えば有料道路を走行する車両の走行レーンを判別する電波発射源検出センサと、このセンサを利用する自動料金収受システムとに関する。 An embodiment of the present invention relates to a radio wave emission source detection sensor that determines a travel lane of a vehicle traveling on a toll road, for example, and an automatic fee collection system that uses this sensor.
有料道路の料金所に設置された路側器と、車両に搭載された車載器との間で通信を行い、車両を停止させずに有料道路の通行料金を自動的に徴収する技術としてETC(Electronic Toll Collection)が存在する。ETCは、通行料金の徴収に必要な経費を削減すると共に、料金所で頻発される渋滞の緩和を目的として開発されたものである。 ETC (Electronic) is a technology that automatically collects tolls on toll roads without stopping the vehicle by communicating between roadside devices installed at toll road tolls and on-board devices mounted on vehicles. Toll Collection) exists. ETC was developed to reduce the cost required to collect tolls and to alleviate the frequent traffic congestion at toll booths.
しかしながら、従来の自動料金収受システムでは、電波が周辺の構造物等で反射されることにより、所定のETCレーンに設置された路側器と隣接レーンに存在する車両に搭載された車載器とが誤通信を起こす虞がある。このような場合、路側器が隣接レーンの車載器に対して誤課金を行う可能性がある。 However, in the conventional automatic toll collection system, radio waves are reflected by surrounding structures and the like, so that a roadside device installed in a predetermined ETC lane and an in-vehicle device installed in a vehicle existing in an adjacent lane are erroneous. There is a risk of communication. In such a case, there is a possibility that the roadside device will make an erroneous charge for the vehicle-mounted device in the adjacent lane.
以上のように、従来の自動料金収受システムでは、所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器とが誤通信を行う虞があった。 As described above, in the conventional automatic toll collection system, the roadside device installed in a predetermined lane and the vehicle-mounted device existing in the adjacent lane may cause erroneous communication.
そこで、目的は、所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器との間で確立された誤通信を中断し、車載器に対する誤課金を防止することが可能な電波発射源検出センサと、このセンサを用いた自動料金収受システムとを提供することにある。 Therefore, the purpose is to cancel the erroneous communication established between the roadside device installed in a predetermined lane and the vehicle-mounted device existing in the adjacent lane, and to prevent erroneous charges for the vehicle-mounted device. An object of the present invention is to provide a launch source detection sensor and an automatic toll collection system using the sensor.
実施形態によれば、第1及び第2のレーンに設置され、移動体に所持された応答器と通信を行う第1及び第2の路側器と接続する電波発射源検出センサは、アンテナ部、検波部、方向特定部、誤通信判定部を具備する。アンテナ部は、前記第1及び第2のレーンを含む受信ビームにより、前記応答器からの応答信号を受信する。検波部は、前記応答信号から、前記第1又は第2の路側器の受信周波数に基づいて必要信号を検波する。方向特定部は、前記検波の結果に基づいて、前記必要信号の電波強度を測定し、前記応答信号の到来方向を特定し、前記応答信号の応答周波数を特定する。誤通信判定部は、前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記第1又は第2のレーンから到来する、前記電波強度が予め設定した閾値を超える応答信号の応答周波数が、前記第1又は第2の路側器の受信周波数と非対応であると判断する場合、前記応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を前記第1及び第2の路側器へ出力する。 According to the embodiment, the radio wave emission source detection sensor connected to the first and second roadside devices that are installed in the first and second lanes and communicate with the transponder possessed by the moving body includes the antenna unit, A detection unit, a direction specifying unit, and an erroneous communication determination unit are provided. The antenna unit receives a response signal from the responder by a reception beam including the first and second lanes. The detector detects a necessary signal from the response signal based on the reception frequency of the first or second roadside device. The direction specifying unit measures the radio field intensity of the necessary signal based on the detection result, specifies the arrival direction of the response signal, and specifies the response frequency of the response signal. The miscommunication determination unit is configured so that a response frequency of a response signal that arrives from the first or second lane and whose radio field intensity exceeds a preset threshold is based on the radio field intensity, the arrival direction, and the response frequency. If it is determined that the received frequency of the first or second roadside device is not compatible, an erroneous communication notification that the communication with the responder is in error is output to the first and second roadside devices. To do.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、電波発射源検出センサをETC(Electronic Toll Collection)システムに用いた例を説明するが、電波発射源検出センサを利用するシステムはETCシステムに限定される訳ではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which a radio wave emission source detection sensor is used in an ETC (Electronic Toll Collection) system will be described. However, a system that uses a radio wave emission source detection sensor is not limited to an ETC system.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る自動料金収受システム10と、車両Vに搭載されたETC車載器20との構成を示す模式図の一例である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an example of a schematic diagram illustrating configurations of an automatic
図1に示す自動料金収受システム10は、ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) STD−T55の規格に適合するシステムである。自動料金収受システム10は、ガントリ11、路側器12−1,12−2、車両検出器13−1,13−2〜15−1,15−2、信号処理部16及び電波発射源検出センサ17を備える。
An automatic
ガントリ11は、ETCレーン1,2を跨ぐように設置される。ガントリ11には、路側器12−1,12−2及び電波発射源検出センサ17が取り付けられる。路側器12−1,12−2はそれぞれETCレーン1,2の略直上に取り付けられる。電波発射源検出センサ17は、路側器12−1,12−2の略中間である、アイランドの略直上に取り付けられる。なお、ETCレーン1とETCレーン2とは同様の構成をしているため、以下ではETCレーン1について説明する。
The
車両検出器13−1〜15−1は、通過する車両Vを検出し、車両Vを検出した旨を路側器12−1へ通知する。 The vehicle detectors 13-1 to 15-1 detect the passing vehicle V and notify the roadside device 12-1 that the vehicle V has been detected.
路側器12−1は、自レーン中の所定のエリアへ通信の開始を通知する通知信号を送信するように、送信ビームを形成する。また、路側器12−1は、自レーンの第1の受信エリアに存在するETC車載器20からの応答信号を受信するように、第1の受信ビームを形成する。
The roadside device 12-1 forms a transmission beam so as to transmit a notification signal for notifying the start of communication to a predetermined area in its own lane. Moreover, the roadside device 12-1 forms a 1st receiving beam so that the response signal from the ETC vehicle-mounted
路側器12−1は、車両検出器13−1が車両Vを検出した場合、自レーン中の所定のエリアへ向けて、予め設定された周波数で通知信号を送信する。なお、路側器12−1は、常に何らかの信号を送信しており、車両検出器13−1が車両Vを検出した場合に、通信の開始を通知する信号を送信するように信号を切り替えても構わない。ETC車載器20は、路側器12−1からの通知信号を受信すると、通知信号の周波数に応じた周波数の応答信号を路側器12−1へ返す。路側器12−1は、ETC車載器20からの応答信号を受信する。
When the vehicle detector 13-1 detects the vehicle V, the roadside device 12-1 transmits a notification signal at a preset frequency toward a predetermined area in its own lane. Note that the roadside device 12-1 always transmits some signal, and when the vehicle detector 13-1 detects the vehicle V, even if the signal is switched so as to transmit a signal notifying the start of communication. I do not care. When receiving the notification signal from the roadside device 12-1, the ETC on-
路側器12−1は、電波発射源検出センサ17へ同期信号を出力する。これにより、電波発射源検出センサ17は、路側器12−1と同期することとなる。なお、電波発射源検出センサ17は、路側器12−1からの通知信号を受信し、この通知信号に基づいて路側器12−1と同期するようにしても構わない。
The roadside device 12-1 outputs a synchronization signal to the radio wave emission
路側器12−1は、ETC車載器20から応答信号を受信すると、ETC車載器20と通信を開始する。このとき、路側器12−1は、信号処理部16と共に、ETC車載器20に対する課金処理を行う。
When the roadside device 12-1 receives the response signal from the ETC on-
路側器12−1は、電波発射源検出センサ17から後述する誤通信通知を受信した場合、ETC車載器20が他レーンに存在すると判断し、ETC車載器20との通信を終了すると共に、ETC車載器20に対する課金処理を中断する。
When the roadside device 12-1 receives an erroneous communication notification described later from the radio wave emission
路側器12−1は、車両検出器13−1が車両Vを検出した後に車両検出器14−1が車両Vを検出した場合、車両Vが前進していることを認識する。また、路側器12−1は、車両検出器15−1が車両Vを検出した場合、車両Vが自レーンを通過したことを認識する。 When the vehicle detector 14-1 detects the vehicle V after the vehicle detector 13-1 detects the vehicle V, the roadside device 12-1 recognizes that the vehicle V is moving forward. Further, when the vehicle detector 15-1 detects the vehicle V, the roadside device 12-1 recognizes that the vehicle V has passed through its own lane.
図2は、第1の実施形態に係る路側器12−1,12−2及び電波発射源検出センサ17と、ETC車載器20との機能構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of functional configurations of the roadside devices 12-1 and 12-2 and the radio wave emission
電波発射源検出センサ17は、図2に示すように、アンテナ部171、受信部172及び判定処理部173を備える。
As shown in FIG. 2, the radio wave emission
アンテナ部171は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ17は、これらの複数のアンテナ素子により第2の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、45度以下となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば0.5λとすることで、例えば、±90度となるように設定される。これにより、電波発射源検出センサ17の直下からETCレーン1,2の入口方向へ5mの範囲が、第2の受信エリアとなる。図3に示す斜線のエリアは、第1の実施形態に係る第2の受信エリアの一例を示す。第2の受信ビームは、第1の受信ビームよりもビーム幅が広く、第2の受信エリアは、第1の受信エリアよりも広い。アンテナ部171は、第2の受信ビームにより応答信号を受信する。
The
受信部172は、アンテナ部171で受信された応答信号を、中間周波数帯のIF信号に変換し、判定処理部173へ出力する。
The receiving
図4は、第1の実施形態に係る電波発射源検出センサ17の判定処理部173の機能構成の一例を示すブロック図である。判定処理部173は、例えばマイクロプロセッサからなるCPU(Central Processing Unit)を備えたもので、次のように構成される。すなわち、判定処理部173は、検波部1731、方向特定部1732と、誤通信判定部1733とを備える。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the
検波部1731は、受信部172からのIF信号から、路側器12−1からの同期信号に基づいて必要信号を検波する。このとき、検波部1731は、路側器12−1の受信周波数に応じた検波周波数で必要信号を検波する。検波部1731は、この検波結果を第1の検波結果として方向特定部1732へ出力する。また、検波部1731は、受信部172からのIF信号から、路側器12−2からの同期信号に基づいて必要信号を検波する。このとき、検波部1731は、路側器12−2の受信周波数に応じた検波周波数で必要信号を検波する。検波部1731は、この検波結果を第2の検波結果として方向特定部1732へ出力する。
The detection unit 1731 detects a necessary signal from the IF signal from the
方向特定部1732は、検波部1731からの第1及び第2の検波結果に基づいて、電波強度を測定する。方向特定部1732は、第1の検波結果に基づいて第1の電波強度情報を取得し、第2の検波結果に基づいて第2の電波強度情報を取得する。方向特定部1732は、第1及び第2の電波強度情報を誤通信判定部1733へ出力する。
The direction specifying unit 1732 measures the radio field intensity based on the first and second detection results from the detection unit 1731. The direction specifying unit 1732 acquires the first radio wave intensity information based on the first detection result, and acquires the second radio wave intensity information based on the second detection result. The direction specifying unit 1732 outputs the first and second radio wave intensity information to the erroneous
また、方向特定部1732は、第1及び第2の検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部1732は、第1の検波結果に基づいて第1の到来方向情報を取得し、第2の検波結果に基づいて第2の到来方向情報を取得する。方向特定部1732は、第1及び第2の到来方向情報を誤通信判定部1733へ出力する。
In addition, the direction specifying unit 1732 specifies the arrival direction of radio waves in the azimuth direction based on the first and second detection results. The direction specifying unit 1732 acquires first arrival direction information based on the first detection result, and acquires second arrival direction information based on the second detection result. The direction specifying unit 1732 outputs the first and second arrival direction information to the erroneous
また、方向特定部1732は、第1及び第2の検波結果に基づいて、信号の応答周波数を特定する。方向特定部1732は、第1の検波結果に基づいて第1の周波数情報を取得し、第2の検波結果に基づいて第2の周波数情報を取得する。方向特定部1732は、第1及び第2の周波数情報を誤通信判定部1733へ出力する。
Further, the direction specifying unit 1732 specifies the response frequency of the signal based on the first and second detection results. The direction specifying unit 1732 acquires the first frequency information based on the first detection result, and acquires the second frequency information based on the second detection result. The direction specifying unit 1732 outputs the first and second frequency information to the erroneous
誤通信判定部1733は、図5に示すように、第1及び第2の到来方向情報を用いて、アンテナ部171により受信された応答信号がETCレーン1,2のいずれかからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、仰角45度以下及び方位角+5〜+35度の信号はETCレーン1からの信号であるとし、仰角45度以下及び−35〜−5度の信号はETCレーン2からの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。
As shown in FIG. 5, the erroneous
また、誤通信判定部1733は、第1及び第2の電波強度情報を用いて、アンテナ部171により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。
Further, the
また、誤通信判定部1733は、第1及び第2の周波数情報を用いて、アンテナ部171により受信された応答信号の応答周波数が路側器12−1,12−2の受信周波数のいずれに対応するかを判断する。誤通信判定部1733は、これらの判定結果を用いて、路側器12−1,12−2が誤通信を行っているか否かを判定する。
In addition, the erroneous
具体的な判定方法は、図6乃至図10に基づいて説明する。 A specific determination method will be described with reference to FIGS.
誤通信判定部1733は、ETCレーン1から到来する応答信号が路側器12−1の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。誤通信判定部1733は、図6に示すように、ETCレーン1から到来する応答信号が路側器12−1の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ETC車載器20との通信は「正常」であると判定する。また、誤通信判定部1733は、ETCレーン2から到来する応答信号が路側器12−2の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。誤通信判定部1733は、図6に示すように、ETCレーン2から到来する応答信号が路側器12−2の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ETC車載器20との通信は「正常」であると判定する。
The erroneous
また、誤通信判定部1733は、図7に示すように、ETCレーン1から到来する応答信号が路側器12−2の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ETC車載器20との通信は「誤り」であると判定する。また、誤通信判定部1733は、図7に示すように、ETCレーン2から到来する応答信号が路側器12−1の受信周波数に対応し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ETC車載器20との通信は「誤り」であると判定する。また、誤通信判定部1733は、図8に示すように、応答信号がETCレーン1,2以外から到来し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ETC車載器20との通信は「誤り」であると判定する。誤通信判定部1733は、ETC車載器20との通信が「誤り」であると判定した場合、路側器12−1,12−2へ誤通信通知を出力する。
In addition, as illustrated in FIG. 7, when the erroneous
また、誤通信判定部1733は、図9に示すように、応答信号がETCレーン1,2の複数方向から到来し、かつ、電波強度が閾値を超えると判断する場合、ETC車載器20との通信は「判定不能」であると判定する。なお、図9のような場合、誤通信判定部1733は、ETC車載器20との通信が誤りであると判定し、誤通信通知を路側器12−1,12−2へ出力するようにしても構わない。また、誤通信判定部1733は、図10に示すように、電波強度が閾値を超えない場合、ETC車載器20との通信は「判定不能」であると判定する。
In addition, as illustrated in FIG. 9, the erroneous
次に、以上のように構成された自動料金収受システム10における路側器12−1,12−2と電波発射源検出センサ17との動作を詳細に説明する。図11は、ETCレーン2を走行する車両V2に搭載されたETC車載器20−2が、路側器12−1と通信を行う場合の一例を示す模式図である。
Next, operations of the roadside devices 12-1 and 12-2 and the radio wave emission
図11では、路側器12−1は、周波数f1の通知信号を送信し、周波数f1の応答信号を受信する。また、路側器12−2は、周波数f2の通知信号を送信し、周波数f2の応答信号を受信する。電波発射源検出センサ17は、検波部1731により、受信部172からのIF信号から、周波数f1及び周波数f2に応じた必要信号を検波する。
In FIG. 11, the roadside device 12-1 transmits a notification signal of the frequency f1 and receives a response signal of the frequency f1. The roadside device 12-2 transmits a notification signal having the frequency f2 and receives a response signal having the frequency f2. The radio wave emission
図11において、路側器12−1から周波数f1で送信された通知信号は、ETCレーン1を走行する車両V1で反射され、車両V2に搭載されたETC車載器20−2により受信される。ETC車載器20−2は、周波数f1の通知信号に応じ、周波数f1の応答信号を送信する。これにより、路側器12−1とETC車載器20−2との間の通信が開始される。
In FIG. 11, the notification signal transmitted from the roadside device 12-1 at the frequency f1 is reflected by the vehicle V1 traveling on the
図12は、図11に示す路側器12−1によるETC車載器20−2に対する課金処理の開始、路側器12−1によるETC車載器20−2に対する課金処理の中断、及び、路側器12−1,12−2による新たな通信相手の検索を実行する際の、路側器12−1,12−2及び電波発射源検出センサ17の動作を示すシーケンス図である。
12 shows the start of the charging process for the ETC on-board unit 20-2 by the roadside device 12-1 shown in FIG. 11, the interruption of the charging process for the ETC onboard unit 20-2 by the roadside unit 12-1, and the roadside unit 12- 2 is a sequence diagram showing operations of roadside devices 12-1 and 12-2 and radio wave emission
路側器12−1,12−2は、所定の期間毎に同期信号を電波発射源検出センサ17へ出力する。
The roadside devices 12-1 and 12-2 output a synchronization signal to the radio wave emission
路側器12−1は、車両検出器13−1から車両V1を検出した旨の通知を受けると(シーケンスS121)、FCMS(Frame Control Message Slot)信号及びMDS(Message Data Slot)信号等の通知信号を自レーン中の所定のエリアへ周波数f1で送信する(シーケンスS122)。また、路側器12−2は、車両検出器13−2から車両V2を検出した旨の通知を受けると(シーケンスS123)、自レーン中の所定のエリアへ周波数f2で通知信号を送信する(シーケンスS124)。 When the roadside device 12-1 receives a notification that the vehicle V1 has been detected from the vehicle detector 13-1 (sequence S121), a notification signal such as an FCMS (Frame Control Message Slot) signal and an MDS (Message Data Slot) signal. Is transmitted at a frequency f1 to a predetermined area in the own lane (sequence S122). When roadside device 12-2 receives notification from vehicle detector 13-2 that vehicle V2 has been detected (sequence S123), roadside device 12-2 transmits a notification signal at a frequency f2 to a predetermined area in its own lane (sequence). S124).
図11において、路側器12−1からの通知信号は、車両V1で反射され、車両V2に搭載されたETC車載器20−2で受信される。ETC車載器20−2は、周波数f1の通知信号を受信すると、ACTS(Activation Slot)信号、ACKC(Activation Channel)信号又はMDS信号等の応答信号を周波数f1で送信する。 In FIG. 11, the notification signal from the roadside device 12-1 is reflected by the vehicle V <b> 1 and received by the ETC on-vehicle device 20-2 mounted on the vehicle V <b> 2. When receiving the notification signal having the frequency f1, the ETC on-vehicle device 20-2 transmits a response signal such as an ACTS (Activation Slot) signal, an ACCC (Activation Channel) signal, or an MDS signal at the frequency f1.
路側器12−1は、ETC車載器20−2からの応答信号を受信し(シーケンスS125)、ETC車載器20−2との通信を開始すると共に、ETC車載器20−2に対する課金処理を開始する(シーケンスS126)。 The roadside device 12-1 receives the response signal from the ETC vehicle-mounted device 20-2 (sequence S125), starts communication with the ETC vehicle-mounted device 20-2, and starts charging processing for the ETC vehicle-mounted device 20-2. (Sequence S126).
電波発射源検出センサ17は、ETC車載器20−2からの応答信号を受信し(シーケンスS127)、検波部1731により、応答信号に含まれる周波数f1の例えばACTS信号を、路側器12−1からの同期信号に同期して検波する(シーケンスS128)。電波発射源検出センサ17は、第1の検波結果に基づき、方向特定部1732により、第1の電波強度情報、第1の到来方向情報及び第1の周波数情報を取得する(シーケンスS129)。そして、電波発射源検出センサ17は、第1の電波強度情報、第1の到来方向情報及び第1の周波数情報に基づき、誤通信判定部1733−1により、路側器12−1とETC車載器20−2とが誤通信を行っているか否かを判定する(シーケンスS1210)。電波発射源検出センサ17は、図7に示す結果が得られた場合、路側器12−1とETC車載器20−2とが誤通信を行っていると判定し、路側器12−1,12−2へ誤通信通知を出力する(シーケンスS1211)。
The radio wave emission
路側器12−1は、電波発射源検出センサ17から誤通信通知を受けると、ETC車載器20−2に対する課金処理を中断し、周波数f1で通知信号を再度送信する(シーケンスS1212)。
When the roadside device 12-1 receives the erroneous communication notification from the radio wave emission
路側器12−2は、シーケンスS124で送信した通知信号に対する車両V2からの応答信号が無い状態で、電波発射源検出センサ17から誤通信通知を受けると、周波数f2で通知信号を再度送信する(シーケンスS1213)。
When the roadside device 12-2 receives an erroneous communication notification from the radio wave emission
次に、上述の電波発射源検出センサ17の実施例を図13に示す。図13は、第1の実施形態に係る電波発射源検出センサ17の構造の一例を示す図である。
Next, an embodiment of the above-described radio wave emission
図13における電波発射源検出センサ17は、前方がレドーム174、後方が放熱板175により覆われた筐体内に、アンテナ部171としてのアンテナ素子176−1〜176−nと、受信部172としての周波数コンバータ177−1〜177−n及びローカル信号生成基板178と、判定処理部173としての信号処理基板179とを備える。
The radio wave emission
アンテナ素子176−1〜176−nは、ETC車載器20からの応答信号を受信する。周波数コンバータ177−1〜177−nは、アンテナ素子176−1〜176−nで受信された応答信号を、ローカル信号生成基板178で生成されたローカル信号に基づいてIF信号に変換する。信号処理基板179は、周波数コンバータ177−1〜177−nからIF信号を受信し、路側器12−1,12−2が誤通信を行っているか否かを判断する。信号処理基板179は、路側器12−1,12−2の少なくともいずれか一方が誤通信を行っている場合、誤通信通知を路側器12−1,12−2へ出力する。
The antenna elements 176-1 to 176-n receive the response signal from the ETC vehicle-mounted
以上のように、上記実施形態では、電波発射源検出センサ17は、ETCレーン1,2の間に設置され、ETCレーン1,2にそれぞれ設置される路側器12−1,12−2が誤通信を行っているか否かを監視するようにしている。これにより、必要となる電波発射源検出センサの数は、電波発射源検出センサを1レーン毎に設置する場合と比較して少ない数ですむようになる。すなわち、設備費用を低く抑えることが可能となる。
As described above, in the above embodiment, the radio wave emission
また、上記実施形態では、電波発射源検出センサ17は、受信した応答信号から、ETCレーン1,2の路側器12−1,12−2の受信周波数に応じた検波周波数で必要信号を検波する。電波発射源検出センサ17は、第1及び第2の検波結果に基づき、電波強度情報、到来方向情報及び周波数情報を取得する。電波発射源検出センサ17は、電波強度情報、到来方向情報及び周波数情報に基づき、ETC車載器20との通信が「誤り」であるか否かを判定する。そして、電波発射源検出センサ17は、ETC車載器20との通信が「誤り」である場合、路側器12−1,12−2へ誤通信通知を出力するようにしている。これにより、路側器12−1,12−2とETC車載器20とが誤通信を行っている場合には、この誤通信を中断させることが可能となる。
Moreover, in the said embodiment, the radio wave emission
したがって、上記実施形態に係る自動料金収受システム10は、所定のレーンに設置された路側器と、その隣接レーンに存在する車載器との間で確立された誤通信を中断し、車載器に対する誤課金を防止することができる。
Therefore, the automatic
(その他の実施形態)
なお、上記実施形態では、自動料金収受システム10が図1に示す構成を取る場合について説明した。しかしながら、自動料金収受システム10の構成は図1に限定される訳ではない。図14は、自動料金収受システム10と、車両Vに搭載されたETC車載器20との構成のその他の例を示す模式図である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the case where the automatic
図14に示す自動料金収受システム10は、第1のガントリ11、路側器12−1,12−2、車両検出器13−1,13−2〜15−1,15−2、信号処理部16、第2のガントリ112及び電波発射源検出センサ113を備える。
The automatic
第1のガントリ11は、ETCレーン1,2を跨ぐように設置される。第1のガントリ11には、路側器12−1,12−2が取り付けられる。路側器12−1,12−2はそれぞれETCレーン1,2の略直上に取り付けられる。本実施形態では、路側器12−1,12−2は、地面から例えば5mの位置に設置される。
The
第2のガントリ112は、車両検出器14,15の中央の位置、かつ、アイランドの略直上に電波発射源検出センサ113が位置するように、レーンを跨いで設置される。本実施形態では、電波発射源検出センサ113は、地面から例えば6mの位置に設置される。
The
電波発射源検出センサ113の機能構成は、図2の電波発射源検出センサ17と同様であり、アンテナ部、受信部及び判定処理部を備える。
The functional configuration of the radio wave emission
アンテナ部は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ113は、これらの複数のアンテナ素子により第2の受信ビームを形成する。図14の例では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、±22度となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば0.5λとすることで、例えば、±90度となるように設定される。図15は、電波発射源検出センサ113により形成される第2の受信ビームをレーンの正面から見た際の一例を示す図である。
The antenna unit includes, for example, a plurality of antenna elements arranged vertically and horizontally. The radio wave emission
これにより、電波発射源検出センサ113の直下からETCレーン1,2の入口方向へ4mの範囲が、第2の受信エリアとなる。図16は、電波発射源検出センサ113の第2の受信エリアの一例を示す模式図である。
As a result, a range of 4 m from the position immediately below the radio wave emission
判定処理部の機能構成は、図4の判定処理部173と同様であり、検波部、方向特定部及び誤通信判定部を備える。
The functional configuration of the determination processing unit is the same as that of the
誤通信判定部は、到来方向情報を用いて、アンテナ部により受信された応答信号がETCレーン1,2のいずれかからの信号であるかを判断する。例えば、図14、図15に示すように、仰角±22度以内、方位角9.9度〜37.8度の信号はETCレーン1からの信号であるとし、仰角±22度以内、方位角−9.9度〜−37.8度の信号はETCレーン2からの信号であるとする。
The erroneous communication determination unit determines whether the response signal received by the antenna unit is a signal from one of the
また、誤通信判定部は、電波強度情報を用いて、アンテナ部により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。また、誤通信判定部は、周波数情報を用いて、応答信号が路側器12−1,12−2のいずれの受信周波数に対応しているかを判断する。誤通信判定部は、これらの判定結果を用いて、ETC車載器20との通信が誤りであるか否かを判定する。
The erroneous communication determination unit determines whether or not the radio wave intensity of the response signal received by the antenna unit exceeds a preset threshold value using the radio wave intensity information. The erroneous communication determination unit determines whether the response signal corresponds to the reception frequency of the roadside devices 12-1 and 12-2 using the frequency information. The erroneous communication determination unit determines whether the communication with the ETC on-
このように、電波発射源検出センサ113を車両検出器14,15の中央の位置、かつ、アイランドの略直上に設置することで、ETC車載器が高い位置に設置されるトラック等の大型車両が通過する場合であっても、ETC車載器からの応答信号を正確に受信することが可能となる。
In this way, by installing the radio wave emission
また、上記実施形態では、方向特定部1732により、方位角方向における電波の到来方向を特定する例について説明したが、本実施形態は、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部1732は、方位角方向に加え、仰角方向における電波の到来方向を特定するようにしても構わない。これにより、電波発射源検出センサ17は、仰角方向における車両の位置も把握することが可能となる。このとき、電波発射源検出センサ17は、誤通信通知に加えて、応答信号の位置情報も路側器12−1,12−2へ出力しても構わない。路側器12−1,12−2は、応答信号の位置情報を取得することで、自レーンに2台以上の車両が存在する場合についても対応することが可能となる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which identifies the arrival direction of the electromagnetic wave in an azimuth angle direction by the direction specific | specification part 1732, this embodiment is not necessarily limited to this. For example, the direction specifying unit 1732 may specify the arrival direction of radio waves in the elevation direction in addition to the azimuth direction. Thereby, the radio wave emission
なお、方位角のみにより誤通信判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により誤通信判定処理を行う場合と比較して、アンテナ部及び受信部を簡素化することが可能である。また、方位角のみにより誤通信判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により誤通信判定処理を行う場合と比較して、応答信号の到来方向を特定するまでの処理時間が短くて済むというメリットがある。 Note that when the erroneous communication determination process is performed using only the azimuth, it is possible to simplify the antenna unit and the reception unit, compared to the case where the erroneous communication determination process is performed using the azimuth angle and the elevation angle. In addition, when performing miscommunication determination processing using only the azimuth, the processing time required to specify the arrival direction of the response signal is shorter than when performing miscommunication determination processing using the azimuth and elevation angles. There is.
また、上記実施形態では、電波発射源検出センサ17は、路側器12−1,12−2と同期する。電波発射源検出センサ17は、このことを利用し、受信した応答信号から一つの必要信号を検波し、検波した必要信号についての誤通信判定処理を行う例について説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、電波発射源検出センサ17は、路側器12−1,12−2と同期していなくても構わない。このとき、電波発射源検出センサ17は、応答信号に含まれる全ての信号を検波し、それぞれの信号毎に誤通信処理を行うようにする。電波発射源検出センサ17は、それぞれの信号について誤通信通知を路側器12−1,12−2へ出力する。そして、路側器12は、それぞれの誤通信通知に基づいてETC車載器20との通信が「誤り」であるか否かを判定する。例えば、路側器12−1は、誤通信通知を1つでも受信すれば、ETC車載器20との通信が「誤り」であると判定するようにしても良い。これより、一つの信号のみについて誤通信判定を行う場合より精度が高くなる。
Moreover, in the said embodiment, the radio wave emission
また、上記各実施形態では、電波発射源検出センサをARIB STD−T55の規格に適合するETCシステムに用いる例を説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、電波発射源検出センサは、ARIB STD−T75の規格に適合するDSRC(Dedicated Short Range Communication)システムに用いても構わない。また、上記実施形態に係る電波発射源検出センサは、有料道路の他に、例えば、駐車場等で用いられても構わない。 In each of the above embodiments, the example in which the radio wave emission source detection sensor is used in the ETC system conforming to the ARIB STD-T55 standard has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the radio wave emission source detection sensor may be used in a DSRC (Dedicated Short Range Communication) system that conforms to the ARIB STD-T75 standard. In addition to the toll road, the radio wave emission source detection sensor according to the above embodiment may be used, for example, in a parking lot.
また、上記実施形態では、電波発射源検出センサが有料道路等のETCシステムで用いられる場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、上記実施形態に係る自動料金収受システムを遊園地等の入場ゲートとして用いる場合であっても構わない。この場合、歩行者に、ETC車載器に相当する応答器を保持させ、電波発射源検出センサにより、路側器と応答器との間の通信が誤りであるか否かを判定するようにする。 In the above embodiment, the case where the radio wave emission source detection sensor is used in an ETC system such as a toll road has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the automatic fee collection system according to the above embodiment may be used as an entrance gate for an amusement park or the like. In this case, the pedestrian is made to hold a responder corresponding to the ETC on-board device, and the radio wave emission source detection sensor determines whether or not the communication between the roadside device and the responder is an error.
また、上記実施形態では、検波部1731によりACTS信号を検波する例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、検波部1731により、ACTS信号に代えて、ACKC信号又はMDS信号を検波するようにしても構わない。なお、実施形態でACTS信号を検波することとした理由は、ACTS信号が応答信号の中で最先の信号だからである。 In the above-described embodiment, an example in which the ACTS signal is detected by the detection unit 1731 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the detection unit 1731 may detect the ACCC signal or the MDS signal instead of the ACTS signal. The reason that the ACTS signal is detected in the embodiment is that the ACTS signal is the earliest signal among the response signals.
また、上記実施形態では、誤通信判定部1733が、受信された全ての応答信号に対して誤通信であるか否かを判断している。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部1732において、取得した電波強度が閾値を超える場合にのみ、電波強度情報、到来方向情報及び周波数情報を誤通信判定部1733へ出力するようにしても構わない。これにより、誤通信判定部1733は、電波強度が閾値を超えた応答信号に対してのみ誤通信であるか否かの判断を行うこととなる。
In the above-described embodiment, the erroneous
実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although the embodiment has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
10…自動料金収受システム
11,112…ガントリ
12−1,12−2…路側器
13−1,13−2,14−1,14−2,15−1,15−2…車両検出器
16…信号処理部
17…電波発射源検出センサ
171…アンテナ部
172…受信部
173…判定処理部
1731…検波部
1732…方向特定部
1733…誤通信判定部
174…レドーム
175…放熱板
176−1〜176−n…アンテナ素子
177−1〜177−n…周波数コンバータ
178…ローカル信号生成基板
179…信号処理基板
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記第1及び第2のレーンを含む受信ビームにより、前記応答器からの応答信号を受信するアンテナ部と、
前記応答信号から、前記第1又は第2の路側器の受信周波数に基づいて必要信号を検波する検波部と、
前記検波の結果に基づいて、前記必要信号の電波強度を測定し、前記応答信号の到来方向を特定し、前記応答信号の応答周波数を特定する方向特定部と、
前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記第1又は第2のレーンから到来する、前記電波強度が予め設定した閾値を超える応答信号の応答周波数が、前記第1又は第2の路側器の受信周波数と非対応であると判断する場合、前記応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を前記第1及び第2の路側器へ出力する誤通信判定部と
を具備することを特徴とする電波発射源検出センサ。 In the radio wave emission source detection sensor that is installed in the first and second lanes and is connected to the first and second roadside units that communicate with the responders carried by the mobile body,
An antenna unit for receiving a response signal from the responder by a reception beam including the first and second lanes;
From the response signal, a detection unit that detects a necessary signal based on the reception frequency of the first or second roadside device,
Based on the detection result, the radio signal intensity of the required signal is measured, the arrival direction of the response signal is specified, and the direction specifying unit that specifies the response frequency of the response signal;
Based on the radio field intensity, the direction of arrival, and the response frequency, the response frequency of the response signal that arrives from the first or second lane and whose radio field intensity exceeds a preset threshold is the first or second An erroneous communication determination unit that outputs an erroneous communication notification that the communication with the responder is in error to the first and second roadside devices when determining that the received frequency is incompatible with the reception frequency of the roadside device; A radio wave emission source detection sensor comprising:
前記検波部は、前記第1及び第2の路側器と同期を取り、前記第1又は第2の路側器の受信周波数に基づいて、前記アンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号のうちいずれか一つの電波信号を前記必要信号として検波することを特徴とする請求項1記載の電波発射源検出センサ。 The response signal includes a plurality of radio signals,
The detection unit is synchronized with the first and second roadside devices, and the plurality of radio waves included in the response signal received by the antenna unit based on the reception frequency of the first or second roadside device The radio wave emission source detection sensor according to claim 1, wherein any one of the signals is detected as the necessary signal.
前記検波部は、前記応答信号に含まれる前記複数の電波信号の全てを前記必要信号として検波することを特徴とする請求項1記載の電波発射源検出センサ。 The response signal includes a plurality of radio signals,
The radio wave emission source detection sensor according to claim 1, wherein the detection unit detects all of the plurality of radio wave signals included in the response signal as the necessary signals.
前記第1及び第2のレーンを含む受信ビームにより、応答器からの応答信号を受信するアンテナ部と、
前記応答信号から、前記第1又は第2の路側器の受信周波数に基づいて必要信号を検波する検波部と、
前記検波の結果に基づいて、前記必要信号の電波強度を測定し、前記応答信号の到来方向を特定し、前記応答信号の応答周波数を特定する方向特定部と、
前記電波強度、前記到来方向及び前記応答周波数に基づき、前記第1又は第2のレーンから到来する、予め設定した閾値を超える電波強度の応答信号の応答周波数が、前記第1又は第2の路側器の受信周波数と非対応であると判断する場合、前記応答器との通信は誤りであるとの旨の誤通信通知を前記第1及び第2の路側器へ出力する誤通信判定部とを備える電波発射源検出センサを具備し、
前記第1及び第2の路側器は、前記誤通信通知を受けると、前記車載器との通信を中断することを特徴とする自動料金収受システム。 In the automatic toll collection system having the first and second roadside devices that are installed in the first and second lanes and communicate with the vehicle-mounted device mounted on the vehicle,
The reception beam comprising said first and second lane, and an antenna unit for receiving a response signal from the response unit,
From the response signal, a detection unit that detects a necessary signal based on the reception frequency of the first or second roadside device,
Based on the detection result, the radio signal intensity of the required signal is measured, the arrival direction of the response signal is specified, and the direction specifying unit that specifies the response frequency of the response signal;
Based on the radio field intensity, the direction of arrival, and the response frequency, the response frequency of the response signal that arrives from the first or second lane and exceeds the preset threshold is the first or second roadside. A miscommunication determination unit that outputs a miscommunication notification that the communication with the responder is in error to the first and second roadside devices. Equipped with a radio wave emission source detection sensor
The automatic toll collection system, wherein the first and second roadside devices interrupt communication with the vehicle-mounted device when receiving the erroneous communication notification.
前記検波部は、前記第1及び第2の路側器と同期を取り、前記第1又は第2の路側器の受信周波数に基づいて、前記アンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号のうちいずれか一つの電波信号を前記必要信号として検波することを特徴とする請求項8記載の自動料金収受システム。 The response signal includes a plurality of radio signals,
The detection unit is synchronized with the first and second roadside devices, and the plurality of radio waves included in the response signal received by the antenna unit based on the reception frequency of the first or second roadside device 9. The automatic toll collection system according to claim 8, wherein any one of the signals is detected as the necessary signal.
前記検波部は、前記応答信号に含まれる前記複数の電波信号の全てを前記必要信号として検波し、
前記誤通信判定部は、前記必要信号毎に誤通信判定を行い、前記必要信号毎に誤通信通知を作成し、
前記第1及び第2の路側器は、前記複数の誤通信通知を参照して前記車載器との通信を中断することを特徴とする請求項8記載の自動料金収受システム。 The response signal includes a plurality of radio signals,
The detector detects all of the plurality of radio signals included in the response signal as the necessary signals,
The erroneous communication determination unit performs erroneous communication determination for each necessary signal, creates an erroneous communication notification for each necessary signal,
9. The automatic toll collection system according to claim 8, wherein the first and second roadside devices interrupt communication with the vehicle-mounted device with reference to the plurality of erroneous communication notifications.
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