JP7057138B2 - 路側機、通信システム、通信方法、及びプログラム - Google Patents

路側機、通信システム、通信方法、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、車両に搭載された車載器と無線通信する路側機、車載器と路側機とが無線通信を行う通信システム、通信方法、及び路側機に車載器との通信を行わせるためのプログラムに関する。
高速道路の料金所に設置された路側機と車両に搭載された車載器との間で料金収受に関する情報を無線通信することにより、車両をノンストップで通過させる電子料金収受システム（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System）が普及している。また、かかるＥＴＣを駐車場等の入退管理に利用することも行われている。ＥＴＣでは、５．８ＧＨｚ帯の無線通信方式であるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）が採用されており、路側機側は車両の走行レーン上に狭域な無線通信エリアを形成する。しかし、このような狭域通信であっても、通信対象の車両の近傍の車両に搭載された車載器と路側機とが誤通信する可能性がある。
かかる誤通信を防止するシステムとして特許文献１及び２に開示されているものがある。特許文献１に開示されているシステムは、路側機が無線通信エリアを形成するレーンと隣接する隣接レーンに、この無線通信エリアに放射される電波とは異なる周波数の電波を放射するジャミングアンテナを設け、このジャミングアンテナから電波を放射することで隣接レーンにジャミング電波圏を形成し、隣接レーンを走行する車両がジャミング電波圏に進入することで、この車両に搭載された車載器と路側機との誤通信を防止するというものである。また、特許文献２に開示されているシステムは、互いに隣接する入場ゲートと退場ゲートとのそれぞれに無線通信装置及び車両検出部を設け、入場ゲート及び退場ゲートの何れかに進入する車両が車両検出部によって検出された場合に、２つの無線通信装置のそれぞれが同時に電波を放射して、入場ゲート及び退場ゲートのそれぞれで電波圏を形成することで、一方のゲートに進入した車両に搭載される車載器と他方のゲートに設けられる無線通信装置との誤通信を防止するというものである。
特開２００３－２４２５４４号公報 特許第５２３９６９９号公報
しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示されたシステムでは、アンテナが設置されたレーンと設置されていないレーンとが混在する場合に、アンテナが設置されていないレーンを走行する車両に搭載された車載器が路側機と通信し、誤通信が発生してしまうことが考えられる。これを防止するためには、誤通信を防止しようとする全てのレーンにアンテナを設置する必要があり、システムが高価なものになってしまう。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる路側機、通信システム、通信方法、及びプログラムを提供することにある。
上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の路側機は、電波を放射することにより無線通信エリアを形成するアンテナと、前記無線通信エリアに進入した車両に搭載される車載器との間で前記アンテナを通じて無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信エリアに前記車両が進入したとき、前記車載器から前記車両の識別情報を受信し、当該識別情報に関連づけられたランクに応じて、前記無線通信部の通信条件を設定する通信条件設定部と、前記通信条件設定部によって設定された前記通信条件で、当該車載器に対して前記車両の認証処理を実行する情報通信処理部とを備える。
また、本発明の他の態様の通信システムは、上記態様の路側機と、前記路側機との無線通信が可能な車載器とを備える。
また、本発明の他の態様の通信方法は、路側に設けられた路側機によって形成される無線通信エリアに車両が進入したときに、前記車両に搭載される車載器から前記路側機が前記車載器の識別情報を受信し、受信された前記識別情報に関連づけられたランクに応じて、前記路側機の通信条件を設定し、設定された前記通信条件で、前記車載器に対して前記車両の認証処理を実行する。
また、本発明の他の態様のプログラムは、路側に設けられた路側機によって形成される無線通信エリアに車両が進入したときに、前記車両に搭載される車載器から前記車載器の識別情報を受信し、前記受信手段によって受信された前記識別情報に関連づけられたランクに応じて、前記路側機の通信条件を設定し、前記通信条件設定手段によって設定された前記通信条件で、前記車載器に対して前記車両の認証処理を実行する、処理を演算処理装置に実行させる。
本発明によれば、アンテナの数を抑制しつつ誤通信を防止することができる。
実施の形態１に係る通信システムの構成を示す模式図。 実施の形態１に係る車載器の構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る路側機の構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る車両管理データベースの構造を示す模式図。 実施の形態１に係る路側機の機能を示す機能ブロック図。 ＤＳＲＣ無線通信におけるフレーム構成を示す模式図。 ランク設定における車両の停止位置の一例を示す図。 実施の形態１に係る通信システムにおけるランク設定の手順を示すフローチャート。 実施の形態１に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャート。 ランクと無線通信エリアとの関係を示す図。 認証処理の手順を示すフローチャート。 路側機の無線通信エリアへ車両が進入した一例を示す図。 実施の形態１に係る通信システムの入庫通信処理の流れを示すシーケンス図。 実施の形態１に係る通信システムにおけるランク更新処理の手順を示すフローチャート。 受信成功率のヒストグラムの一例を示すグラフ。 実施の形態２に係る通信システムの入庫通信処理における路側機による通信処理の手順を示すフローチャート。 実施の形態２に係る通信システムの入庫通信処理の流れを示すシーケンス図。 実施の形態３に係る通信システムの入庫通信処理における路側機による通信処理の手順を示すフローチャート。 実施の形態３に係る通信システムの入庫通信処理の流れを示すシーケンス図。 実施の形態４に係る車載器の構成を示すブロック図。 実施の形態４に係る路側機の機能を示す機能ブロック図。 実施の形態４に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャート（その１）。 実施の形態４に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャート（その２）。 実施の形態４係る路側機による車両の進行経路の分析を説明するための図。 実施の形態４に係る通信システムの入庫通信処理の流れを示すシーケンス図。 実施の形態４に係る車両管理データベースの構造を示す模式図。 ランク設定における車両の停止位置の一例を示す図。 実施の形態５に係る通信システムにおけるランク設定の手順を示すフローチャート（その１）。 実施の形態５に係る通信システムにおけるランク設定の手順を示すフローチャート（その２）。 実施の形態５に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャート（その１）。 実施の形態５に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャート（その２）。 実施の形態５に係る通信システムにおけるランク更新処理の手順を示すフローチャート。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及び装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、路側機と、この路側機の無線通信エリア内に進入した車両に搭載される車載器とがＤＳＲＣ通信を行い、車載器のＷＣＮ（Wireless Call Number）を路側機が受信してＷＣＮに対して設定されたランクを特定し、特定されたランクに応じて通信条件の一例として路側機の通信電波強度を設定し、再度ＷＣＮを路側機が車載器から受信する。
＜通信システムの構成＞
図１は、本実施の形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、通信システム１００は、車載器２００と、路側機３００と、車両管理データベース（車両管理ＤＢ）４００と、ＷＣＮ受信実績データベース（ＷＣＮ受信実績ＤＢ）４１０とを備える。車載器２００は車両２１０に搭載され、路側機３００は契約車両駐車場の入退場ゲート５００に設置される。契約車両駐車場には、利用者（車両）が決まっている月極駐車場、マンション内の住民用駐車場、事業所、工場等の従業員駐車場等が含まれる。車載器２００と路側機３００とは、ＤＳＲＣによる無線通信が可能である。路側機３００と車両管理ＤＢ４００及びＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０とは通信ネットワーク６００に接続されており、互いに通信を行うことができる。
入退場ゲート５００は、開閉式のゲートバー又は昇降式のチェーンを含み、駐車場の出入口に設置される。かかる入退場ゲート５００に、路側機３００が設置される。路側機３００は、車両２１０のゲート通過時において、ＷＣＮを用いて登録された車両であるか否かを判定する認証処理を実行する。なお、ゲート式の駐車場ではなく、出入口にライト又は表示装置を設定し、ライトを点灯したり表示装置に車両の入退場指示を表示したりすることで、車両に対して入退場の指示を与える構成の駐車場に通信システム１００を設置することもできる。
図２は、車載器２００の構成を示すブロック図である。車載器２００は、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System：電子料金収受システム）車載器であり、ＤＳＲＣ通信機能を有している。かかる車載器２００は、制御部２０１と、アンテナ２０２と、無線通信部２０３と、カード読取部２０４とを備える。
制御部２０１は、ＣＰＵ及びメモリ（いずれも図示せず）を有しており、車載器２００の各部を制御する。無線通信部２０３は、ＤＳＲＣによる無線通信を可能とする通信モジュールであり、アンテナ２０２に接続されている。かかる無線通信部２０３には、自装置（自己の車載器、以下、自器と称することがある）の識別情報であるＷＣＮが記憶されている。カード読取部２０４は、ＥＴＣカードの読取装置であり、ＥＴＣカードが挿入されるとそのカードに記憶されたＥＴＣカード情報を読み出すことができる。
図３は、路側機３００の構成を示すブロック図である。路側機３００は、ＥＴＣ路側機であり、ＤＳＲＣ通信機能及び有線通信機能を有している。かかる路側機３００は、制御部３０１と、アンテナ３０２と、無線通信部３０３と、有線通信部３０４とを備える。
無線通信用のアンテナ３０２は、電波を放射することにより無線通信エリアを形成するものであり、入退場ゲート５００の近傍に設けられたポール５０１の先端に設置されている（図１参照）。なお、ここではポールとしたが、入退場ゲート５００のゲート前に適切な広さの無線通信エリアを形成することができれば、アンテナ３０２の設置場所は問われない。例えば、建物の壁面、入退場ゲート５００の筐体、アーチ状のガントリーにアンテナ３０２を設置することもできる。
制御部３０１は、ＣＰＵ３１１及びメモリ３１２を有しており、メモリ３１２には車載器２００との通信を行うための通信プログラム（以下、特許請求の範囲の記載に対応させて単にプログラムと称することもある）３０５が記憶されている。かかる制御部３０１は、路側機３００の各部を制御し、ＣＰＵ３１１が通信プログラム３０５を実行することで、後述するような車載器２００との通信処理を実行する。すなわち、路側に設けられた路側機３００によって形成される無線通信エリアに車両２１０が進入したときに、車両２１０に搭載される車載器２００から車載器２００の識別情報を受信する処理と、受信された識別情報に関連づけられたランクに応じて路側機３００の通信条件を設定する処理と、設定された通信条件で車載器２００に対して車両２１０の認証処理を実行する処理と、をコンピュータ等の演算処理装置に実行させる。無線通信部３０３は、ＤＳＲＣによる無線通信を可能とする通信モジュールであり、アンテナ３０２に接続されている。すなわち、無線通信部３０３は、無線通信エリアに進入した車両に搭載される車載器２００との間でアンテナを通じて無線通信を行うものである。有線通信部３０４は、通信ネットワーク６００を介して、当該通信ネットワーク６００に接続された他の機器（具体的には、車両管理ＤＢ４００及びＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０）との間で通信を行うことができる。
図４は、車両管理ＤＢ４００の構造を示す模式図である。車両管理ＤＢ４００には、ＷＣＮと、ランクと、車両ナンバー（自動車登録番号）と、車両の所有者の名前とが対応付けて格納される。この車両管理ＤＢ４００に情報が登録されている車両は、当該駐車場への駐車が許可された車両である。つまり、認証処理では、路側機３００が車両管理ＤＢ４００にＷＣＮをキーとした問い合わせを行い、車両管理ＤＢ４００に当該ＷＣＮが登録されているという回答があれば適合車両として認証し、ＷＣＮが登録されていないという回答があれば不適合車両であるとして認証を拒否する。また、ランクは、車載器２００が安定して無線通信を行う程度を示す指標であり、各ＷＣＮ（即ち、車両）に対して設定される。
ＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０は、車両管理ＤＢ４００に登録されたＷＣＮのそれぞれについて、過去の受信履歴情報が格納される。具体的には、車両が入庫する際に生じたＷＣＮの受信成功率（ＷＣＮの送信要求の数に対する受信回数の割合）が入庫の日時毎にＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に記録される。
図５は、本実施の形態に係る路側機の機能を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ３１１は通信プログラム３０５を実行すると、ランク特定部３２１、通信条件設定部３２２、受信制御部３２３、情報通信処理部３２４、ランク設定部３２５、及びランク更新部３２６として機能する。ランク特定部３２１は、無線通信部３０３によって受信されたＷＣＮから、ＷＣＮに対して設定されたランクを特定する。通信条件設定部３２２は、ランク特定部３２１によって特定されたランクに応じて、無線通信部３０３の通信条件を設定する。すなわち、通信条件設定部３２２は、無線通信エリアに車両２１０が進入したとき、車載器２００から車両２１０の識別情報を受信し、当該識別情報に関連づけられたランクに応じて、無線通信部３０３の通信条件を設定する。本実施の形態では、無線通信部３０３の通信条件の一例として、アンテナ３０２からの電波強度が設定される。受信制御部３２３は、設定された通信条件において、再度ＷＣＮを受信するよう無線通信部３０３を制御する。情報通信処理部３２４は、通信条件が設定された無線通信部３０３がＷＣＮを受信した場合に、ＷＣＮを対象として認証処理を実行する。つまり、情報通信処理部３２４は、設定された通信条件で、車載器に対して車両の認証処理を実行する。ランク設定部３２５は、ランク未設定の車載器２００から無線通信部３０３がＷＣＮを受信したときの受信状況から、このＷＣＮに対してランクを設定する。設定されたランクは、車両管理ＤＢ４００にＷＣＮと対応付けて記憶される。ランク更新部３２６は、既にランクが設定されているＷＣＮに対して、過去のＷＣＮの受信状況からランクを更新する。
＜通信システムの動作＞
次に、本実施の形態に係る通信システム１００の動作について説明する。路側機３００は、アンテナ３０２から電波を放射して、入退場ゲート５００のゲート前に無線通信エリアを形成する。路側機３００と無線通信エリア内の車載器２００との間では、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式によるＤＳＲＣ無線通信が行われる。図６は、ＤＳＲＣ無線通信におけるフレーム構成を示す模式図である。かかるＤＳＲＣ無線通信で伝送されるフレームには、ＦＣＭＳ（Flame Control Message Slot）、ＭＤＳ（Message Data Slot）、ＷＣＮＳ（Wireless Call Number Slot）、ＡＣＴＳ（Activation Slot）等の各スロットが含まれる。図６に示すように、ダウンリンクは、ＦＣＭＳと複数のＭＤＳによって構成される。ＦＣＭＳは、フレーム制御情報及びスロット割り当て情報を含むＦＣＭＣ（Flame Control Message Channel）を送信するためのスロットであり、フレームの先頭に位置付けられる。ＭＤＳは、データ伝送用のスロットである。アップリンクは、ＭＤＳ、ＡＣＴＳ、ＷＣＮＳ等が選択的に含まれる。ＡＣＴＳは、路側機３００への接続要求信号であるＡＣＴＣ（Activation Channel）を送信するためのスロットであり、ＷＣＮＳは、ＷＣＮ送信用のスロットである。
［ランク設定］
契約車両駐車場を利用する車両に対してはランクが予め設定され、車両管理ＤＢ４００に登録される。このランクの設定における車載器２００と路側機３００との通信処理（以下、「ランク設定処理」という）について説明する。
ランクを設定する場合、ランクの設定対象の車両を無線通信エリア内に進入させる。図７は、ランク設定における車両の停止位置の一例を示す図である。アンテナ３０２の近傍には、複数の停止位置が設けられる。図７の例では、アンテナ３０２に近いものから順に、第１停止位置３５１～第５停止位置３５５の５つの停止位置が設けられている。車両２１０は、第５停止位置３５５から順番に停止していき、路側機３００が各停止位置において車載器２００の無線通信状況を評価する。無線通信状況評価は、車載器２００と路側機３００との無線通信の安定性評価であり、本実施の形態では、例えば一定期間におけるＷＣＮの受信回数を評価する。この評価結果によって、路側機３００が車両２１０のランクを設定する。
図８は、本実施の形態に係る通信システム１００におけるランク設定の手順を示すフローチャートである。車両２１０は、まず第５停止位置３５５に停止する。この状態で、路側機３００が車載器２００との通信を開始する。路側機３００のＣＰＵ３１１は、無線通信部３０３によるＦＣＭＣの送信及びＡＣＴＣの受信を行って車載器２００との通信リンクを確立し、ＢＳＴ（Beacon Service Table）及びＶＳＴ（Vehicle Service Table）の送受信等の必要な通信を行った後、一定期間（例えば、１秒間）にＷＣＮの受信を所定回（例えば、１０回）試行する（ステップＳ１０１）。
次に、ＣＰＵ３１１は、上記の複数回の試行におけるＷＣＮの受信回数が所定の基準値を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っていれば、無線通信状況が良好である、即ち、無線通信の安定性が高いと判断でき、ＷＣＮの受信回数が基準値以下であれば、無線通信状況が第５停止位置３５５では不良である、即ち、無線通信の安定性が低いと判断できる。ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っている場合には（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、ランクを最も高い「１」に設定し（ステップＳ１０３）、ＷＣＮと対応付けて車両管理ＤＢ４００にこれを登録する（ステップＳ１０４）。以上で１回目の試行におけるランク設定処理が終了する。
他方、ＷＣＮの受信回数が基準値以下である場合には（ステップＳ１０２においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はランクを設定せず、ステップＳ１０５へ処理を移す。この場合、車両２１０は、１つ前の停止位置である第４停止位置３５４に移動する。この状態で、路側機３００のＣＰＵ３１１は、ステップＳ１０１の処理と同様に、一定期間にＷＣＮの受信を所定回試行する（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ３１１は、上記の複数回の試行におけるＷＣＮの受信回数が所定の基準値を上回っているか否かを判定し（ステップＳ１０６）、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っている場合には（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、ランクを２番目に高い「２」に設定し（ステップＳ１０７）、車両管理ＤＢ４００にこれを登録する（ステップＳ１０４）。
２回目の試行においてもＷＣＮの受信回数が基準値以下である場合には（ステップＳ１０６においてＮＯ）、車両２１０は、さらに１つ前の停止位置である第３停止位置３５３に移動する。この状態で、路側機３００のＣＰＵ３１１は、一定期間にＷＣＮの受信を所定回試行する（ステップＳ１０８）。ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信回数が所定の基準値を上回っているか否かを判定し（ステップＳ１０９）、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っている場合には（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、ランクを３番目に高い「３」に設定し（ステップＳ１１０）、車両管理ＤＢ４００にこれを登録する（ステップＳ１０４）。
３回目の試行においてもＷＣＮの受信回数が基準値以下である場合には（ステップＳ１０９においてＮＯ）、車両２１０は、さらに１つ前の停止位置である第２停止位置３５２に移動する。この状態で、路側機３００のＣＰＵ３１１は、一定期間にＷＣＮの受信を所定回試行する（ステップＳ１１１）。ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信回数が所定の基準値を上回っているか否かを判定し（ステップＳ１１２）、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っている場合には（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、ランクを４番目に高い「４」に設定し（ステップＳ１１３）、車両管理ＤＢ４００にこれを登録する（ステップＳ１０４）。
４回目の試行においてもＷＣＮの受信回数が基準値以下である場合には（ステップＳ１１２においてＮＯ）、車両２１０は、さらに１つ前の停止位置である第１停止位置３５１に移動する。この状態で、路側機３００のＣＰＵ３１１は、一定期間にＷＣＮの受信を所定回試行する（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信回数が所定の基準値を上回っているか否かを判定し（ステップＳ１１５）、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っている場合には（ステップＳ１１５においてＹＥＳ）、ランクを最も低い「５」に設定し（ステップＳ１１６）、車両管理ＤＢ４００にこれを登録する（ステップＳ１０４）。５回目の試行においてもＷＣＮの受信回数が基準値以下である場合には（ステップＳ１１５においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ランク設定に失敗したと判断し、そのまま処理を終了する。以上のようなランク設定処理により、車両毎にランクが設定され、車両管理ＤＢ４００に登録される。
［入庫］
次に、契約車両駐車場に車両を入庫する場合における車載器２００と路側機３００との通信処理（以下、「入庫通信処理」という）について説明する。図９は、本実施の形態に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャートである。路側機３００のＣＰＵ３１１は、無線通信部３０３によりＦＣＭＣを定期的に送信する（ステップＳ１３１）。車両２１０が路側機３００の無線通信エリア内に進入すると、この車両２１０の車載器２００がＦＣＭＣを受信する（ステップＳ１３２）。ＦＣＭＣを受信した車載器２００の制御部２０１は、無線通信部２０３によりＡＣＴＣを送信し（ステップＳ１３３）、これを路側機３００が受信する（ステップＳ１３４）。その後、路側機３００がＢＳＴ（Beacon Service Table）を車載器２００へ送信し、車載器２００がＶＳＴ（Vehicle Service Table）を路側機３００へ送信するなどの必要な通信を行った後、路側機３００のＣＰＵ３１１が車載器２００へＷＣＮを要求するＷＣＮ要求信号を送信する（ステップＳ１３５）。車載器２００の制御部２０１はＷＣＮ要求信号を受信すると（ステップＳ１３６）、自器のＷＣＮを読み出し（ステップＳ１３７）、路側機３００へ送信する（ステップＳ１３８）。
路側機３００のＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信に成功したか否か、即ち、一定の期間内に車載器２００からＷＣＮを受信できたか否かを判定する（ステップＳ１３９）。ＷＣＮの受信に失敗した場合（ステップＳ１３９においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ステップＳ１３１へ処理を戻す。他方、ＷＣＮの受信に成功した場合（ステップＳ１３９においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、このＷＣＮがカウント対象であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。メモリ３１２には、カウント対象であるＷＣＮを格納する記憶領域が設けられており、この領域にＷＣＮが記憶されており、且つ、このＷＣＮと受信されたＷＣＮとが一致した場合には受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定され、受信されたＷＣＮがカウント対象のＷＣＮと一致しない、又はカウント対象のＷＣＮが記憶されていない場合には、受信されたＷＣＮがカウント対象ではないと判定される。
受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定されなかった場合（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はメモリ３１２にカウント対象として当該ＷＣＮを保存し（ステップＳ１４１）、ＷＣＮの受信回数を示す変数であるメモリ３１２内のＷＣＮカウンタｉに初期値の「１」を設定する（ステップＳ１４２）。
ＣＰＵ３１１は、車両管理ＤＢ４００に問い合わせを行い、ＷＣＮに対応するランクを特定する（ステップＳ１４３）。次にＣＰＵ３１１は、特定されたランクに応じた無線通信部３０３の通信条件として電波強度を設定する（ステップＳ１４４）。この通信条件は、ランクが高いほど制限される。本実施形態では、路側機３００が放射する電波の強度が通信条件であり、ランクが高いほど電波強度が小さく設定される。電波強度が小さくなると、無線通信エリアが狭くなる。したがって、ランクが高くなるほど無線通信エリアは狭くなる。図１０は、ランクと無線通信エリアとの関係を示す図である。ランク１の場合には、無線通信エリアは最も狭い第１エリア３６１となる。ランク２の場合には無線通信エリアは２番目に狭い第２エリア３６２となり、ランク３の場合には３番目に狭い第３エリア３６３となり、ランク４の場合には４番目に狭い第４エリア３６４となり、ランク５の場合には最も広い第５エリア３６５となる。ランク１の場合は最も狭い第１エリア３６１が設定されるが、ランク１の車両は無線通信の感度が高いため、無線通信エリアが狭くても正常に通信を行うことができる。また、無線通信エリアを狭くすることで、付近を走行する車両に搭載された車載器との誤通信を防止することができる。他方、ランク５の車両は無線通信の感度が低いが、この場合は広い第５エリア３６５が形成されるため、路側機３００は、感度が低い車載器２００とも無線通信を正常に行うことができる。
再度図９を参照する。通信条件を設定した後、ＣＰＵ３１１は、リリースタイマを車載器２００へ送信する（ステップＳ１４５）。車載器２００がリリースタイマを受信した場合には（ステップＳ１４６においてＹＥＳ）、制御部２０１はリリースタイマを設定し、これを開始する（ステップＳ１４７）。車載器２００はリリースタイマが設定されている期間、路側機３００からの通信に対して応答しないようになる。車載器２００の制御部２０１は、リリースタイマを設定した後、リリースタイマが終了したか否かを判定し（ステップＳ１４８）、終了していなければ（ステップＳ１４８においてＮＯ）、ステップＳ１４８の処理を繰り返す。リリースタイマが終了すれば（ステップＳ１４８においてＹＥＳ）、制御部２０１は処理をステップＳ１３２へ戻し、再度ＦＣＭＣの受信以降の処理を実行する。また、車載器２００がリリースタイマを受信しない場合にも（ステップＳ１４６においてＮＯ）、制御部２０１は処理をステップＳ１３２へ戻し、ＦＣＭＣの受信以降の処理を繰り返す。路側機３００のＣＰＵ３１１は、リリースタイマを送信した後、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
他方、受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定された場合（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１はＷＣＮカウンタｉの値を１つインクリメントし（ステップＳ１４９）、ＷＣＮカウンタｉの値が予め設定された規定受信回数Ｎと一致するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ＷＣＮカウンタｉの値が規定受信回数Ｎと一致しない場合（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、その後ステップＳ１３１へ処理を戻す。
また、ＷＣＮカウンタｉの値が規定受信回数Ｎと一致する場合には（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記憶されているカウント対象のＷＣＮ（つまり、当該ＷＣＮによって識別される車載器２００）を認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、カウント対象をリセットする（ステップＳ１５２）。これにより、認証処理の対象となったＷＣＮがメモリ３１２のカウント対象から削除される。なお、ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮがカウント対象にセットされてからの経過時間を監視しており、ＷＣＮがカウント対象にセットされたまま監視期間を経過した場合にも、カウント対象をリセットする。ステップＳ１５２の後、ＣＰＵ３１１は認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証処理の詳細については後述する。認証処理の後、ＣＰＵ３１１は、今回のＷＣＮの受信成功率、即ち、車載器２００へＷＣＮ要求信号を送信した回数に対するＷＣＮの受信回数（規定受信回数Ｎ）の割合を計算し、これをその時点の日時と共にＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録する（ステップＳ１５４）。さらにＣＰＵ３１１はステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
以上が、路側機３００と車載器２００との入庫通信処理である。なお、その後も路側機３００からはＦＣＭＣが送信されることになるが、既に認証処理の対象として決定されたＷＣＮを受信する必要がないため、例えばリリースタイマを長く設定したり、当該ＷＣＮを受信してもそれを無視するようにしたりすることで、既に認証処理の対象として決定された車載器２００と路側機３００の間で、新たに上述した通信処理が行われないようにする。
上記の入庫通信処理においては、ランクが高い場合には制限された通信条件、つまり、小さい電波強度が設定され、無線通信エリアが狭くなる。この場合、入庫しようとする車両は入退場ゲート５００の前まで移動してくるため、ゲート前に形成される無線通信エリアが狭くなってもこの中に進入し、路側機３００との通信が継続して行われる。他方、入庫を目的とせず、路側機３００の近傍を通過する車両は、初期の広い無線通信エリアに進入したとしても、無線通信エリアが狭くなればその中から外れ、このため路側機３００との通信は継続して行われない。よって、この車載器が認証処理の対象として決定されることを防止できる。
また、ランクが低い場合には緩和された通信条件、つまり、大きい電波強度が設定され、無線通信エリアが広くなる。この場合、車載器２００の無線通信状況が不良であっても、安定して路側機３００との間で通信を行うことができる。また、この場合、入庫しようとする車両におけるランクが低いことに伴って無線通信エリアが広くなることにより、路側機３００の近傍を通過する車両が当該無線通信エリアに進入する可能性も高くなるが、路側機３００の構成を、入庫しようとしている車両のみと無線通信する構成とすればよい。
また、車載器２００が認証処理の対象として決定されるためには、この車載器２００のＷＣＮが規定受信回数Ｎだけ路側機３００によって受信されなければならない。このため、路側機３００の近傍の道路を走行している車両に搭載された車載器からＷＣＮが送信された場合においては、この車両が路側機３００の無線通信エリア内を走行している時間はごく短いため、当該車両に搭載された車載器のＷＣＮの受信回数が規定受信回数Ｎに達する可能性は低く、この車載器が認証処理の対象として決定されることを防止できる。
ここで、リリースタイマには任意の期間を設定することができ、リリースタイマを０秒とする（つまり、リリースタイマを設定しない）こともできる。但し、リリースタイマを０秒とすると、ごく短期間に規定受信回数ＮのＷＣＮの送受信が行われ、入庫を目的としない車両に搭載された車載器２００との誤通信の可能性が高くなる。このため、リリースタイマは０秒より大きい設定値とすることが好ましい。また、リリースタイマを長くしすぎると、車両２１０が他の路側機へ移動した場合にこの路側機との通信が行えなくなることが考えられる。したがって、このような不都合が発生しないように、リリースタイマの長さ（時間）を、少なくとも次の路側機に移動するまでの時間より短くすることが必要である。具体的には、リリースタイマの長さを２０００ミリ秒以下とすることが好ましい。
次に、認証処理について説明する。図１１は、認証処理の手順を示すフローチャートである。路側機３００のＣＰＵ３１１は、認証処理の対象のＷＣＮをキーとして含む照合要求信号（クエリ）を車両管理ＤＢ４００に送信し、照合を要求する（ステップＳ１６１）。車両管理ＤＢ４００は、照合要求信号を受信し、照合要求信号に含まれるＷＣＮと登録されているＷＣＮとを照合し、その照合結果を示す回答信号を送信する。路側機３００のＣＰＵ３１１は、回答信号を受信すると（ステップＳ１６２）、その回答信号によって認証成功であるか否かを判定し（ステップＳ１６３）、認証成功、即ち、車両管理ＤＢ４００に当該ＷＣＮが登録されていれば（ステップＳ１６３においてＹＥＳ）、入退場ゲート５００の制御部にゲート開放の指示信号を送信し（ステップＳ１６４）、認証処理を終了する。他方、認証失敗、即ち、車両管理ＤＢ４００に当該ＷＣＮが登録されていなければ（ステップＳ１６３においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、入退場ゲート５００の制御部にゲート開放の指示信号を送信することなく、認証処理を終了する。これにより、認証が失敗すれば、入退場ゲート５００が閉じたままとなり、車両２１０のゲート通過が拒否される。以上で、入庫通信処理が終了する。
次に、具体例を用いて本実施の形態に係る通信システム１００の入庫通信処理における動作を説明する。図１２は、路側機３００の無線通信エリアへの車両２１０の進入の一例を示す図であり、図１３は、この例における通信システム１００の入庫通信処理の流れを示すシーケンス図である。この例では、リリースタイマの時間をＲＴ＝２００ミリ秒、規定受信回数Ｎを２としている。
駐車場に入庫しようとする１台の車両２１０が入退場ゲート５００の前に形成された初期の無線通信エリア３５０内に進入したとき、路側機３００から送信されるＦＣＭＣを車載器２００が受信し、これに応じて車載器２００から送信されたＡＣＴＣを路側機３００が受信する（ステップＳ１３１ａ～Ｓ１３４ａ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が１回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、１回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ａ～Ｓ１３８ａ）。路側機３００が１回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ａ）、ランクの特定を行い（ステップＳ１４３）、ランクに応じた電波強度を設定する（ステップＳ１４４）。これにより、ランクに応じた新たな無線通信エリアが形成される。また、路側機３００はリリースタイマＲＴを送信し、これを車載器２００が受信して、リリースタイマの時間ＲＴを設定する（ステップＳ１４５ａ～Ｓ１４７ａ）。
例えば、ランクが最高の「１」である場合には、図１０に示すように、初期の無線通信エリア３５０よりも狭い第１エリア３６１が形成される。この場合、車載器２００の無線通信状況は良好であり、狭い第１エリア３６１でも路側機３００との無線通信を継続しておこうことができる。図１０に示すように、ランクが高くなるほど無線通信エリアは広くなる。ランクが最低の「５」である場合には、形成される無線通信エリアは最大となる。この例では、ランク「５」の場合の第５エリア３６５は、初期の無線通信エリア３５０と同じ広さとされる。つまり、ランク「５」の場合の電波強度は初期の電波強度と同じとされる。したがって、車載器２００の無線通信状況が不良であっても、それに応じた無線通信エリアが形成され、路側機３００との無線通信を継続して行うことができる。
再び図１３を参照する。路側機３００はリリースタイマの時間ＲＴを送信した後、再びＦＣＭＣを定期送信するが（ステップＳ１３１）、車載器２００にはリリースタイマＲＴが設定されているため、ＦＣＭＣに対して車載器２００が応答することはない。リリースタイマＲＴが終了すると、路側機３００から送信されるＦＣＭＣに応じて車載器２００がＡＣＴＣを送信し、路側機３００がこれを受信する（ステップＳ１３１ｂ～Ｓ１３４ｂ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が２回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、２回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ｂ～Ｓ１３８ｂ）。路側機３００は２回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ｂ）、当該ＷＣＮを認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証が成功した場合には、入退場ゲート５００が開放される。他方、認証が失敗した場合には、入退場ゲート５００が閉じたままとなり、車両２１０のゲート通過が拒否される。認証処理の後は、ＷＣＮの受信成功率がＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録される。以降、車両２１０が無線通信エリアから出るまで、リリースタイマの送受信及びリリースタイマの設定が繰り返される（ステップＳ１４５ｂ～Ｓ１４７ｂ）。
［ランク更新］
本実施の形態に係る通信システム１００は、定期的又は不定期的にランクの更新を行う。以下、このランクの更新における通信システム１００の処理（以下、「ランク更新処理」という）について説明する。
ランク更新処理を実行するタイミングが到来すると、路側機３００のＣＰＵ３１１がランク更新処理を開始する。ランク更新処理は、例えば一定の期間毎に実行したり、あるＷＣＮについてのＷＣＮの受信成功率の登録回数が前回の更新から所定数に達したときに実行したりする。また、オペレータが手動でランク更新処理の実行指示を与えることもできる。
図１４は、本実施の形態に係る通信システム１００におけるランク更新処理の手順を示すフローチャートである。ランク更新処理を開始すると、ＣＰＵ３１１はランクの更新対象とするＷＣＮを特定し（ステップＳ１８１）、このＷＣＮについて、前回のランク更新からの受信成功率をＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に問い合わせ、取得する（ステップＳ１８２）。
図１５は、受信成功率のヒストグラムの一例を示すグラフである。図１５において、縦軸は頻度を、横軸は受信成功率を示している。受信成功率の分布は概ね正規分布を示す。図１５に示す例では、受信成功率６０～７０％が最頻値となっている。ランク更新処理では、受信成功率に基づくランク更新ルールにしたがって更新後のランクが決定される。図１５に示す例では、受信成功率５０％未満ではランクを１つ下げ、受信成功率５０％以上８０％未満ではその時点でのランクを維持し、受信成功率８０％以上ではランクを１つ上げるというランク更新ルールが定められている。また、このランク更新ルールにおいて、ランク５の場合には受信成功率５０％未満でもランクが維持され、ランク１の場合には受信成功率８０％以上でもランクが維持される。
再び図１４を参照する。ＣＰＵ３１１は、取得された受信成功率の最頻値を算出し（ステップＳ１８３）、算出された最頻値が対応するランクを決定する（ステップＳ１８４）。次にＣＰＵ３１１は、決定された新たなランクを車両管理ＤＢ４００に登録する（ステップＳ１８５）。これにより、車両管理ＤＢ４００に登録されたランクが更新される。以上で、ランク更新処理が終了する。
（実施の形態２）
本実施の形態では、車載器のＷＣＮを路側機が受信してＷＣＮに対して設定されたランクを特定し、特定されたランクに応じて通信条件としてＷＣＮの受信回数を設定し、路側機が設定された受信回数だけＷＣＮを車載器から受信する。
＜通信システムの構成＞
本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム１００の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
＜通信システムの動作＞
本実施の形態に係る通信システム１００の入庫通信処理について説明する。なお、ランク設定及びランク更新については、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
図１６は、本実施の形態に係る通信システムの入庫通信処理における路側機による通信処理の手順を示すフローチャートである。なお、車載器２００による通信手順は、実施の形態１で説明したものと同様である。
路側機３００のＣＰＵ３１１は、ＦＣＭＣを定期的に送信し（ステップＳ１３１）、車載器２００からＡＣＴＣが送信された場合には、これを受信する（ステップＳ１３４）。さらにＣＰＵ３１１が車載器２００へＷＣＮ要求信号を送信し（ステップＳ１３５）、ＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９においてＹＥＳ）、受信されたＷＣＮがカウント対象であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定されなかった場合（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はメモリ３１２にカウント対象として当該ＷＣＮを保存し（ステップＳ１４１）、車両管理ＤＢ４００に問い合わせを行い、ＷＣＮに対応するランクを特定する（ステップＳ２４１）。次にＣＰＵ３１１は、特定されたランクに応じた無線通信部３０３の通信条件としてＷＣＮの受信回数ＮＳを設定する（ステップＳ２４２）。この通信条件は、ランクが高いほど制限される。本実施形態では、路側機３００がＷＣＮを受信する回数ＮＳが通信条件であり、ランクが高いほどＷＣＮ受信回数ＮＳが大きく設定される。例えば、ランク１の場合には受信回数ＮＳを５、ランク２の場合には４、ランク３の場合には３、ランク４の場合には２、ランク５の場合には１に設定することができる。ＷＣＮの受信回数ＮＳが大きければ、その回数だけＷＣＮの送受信を成功させる必要があり、そのためＷＣＮの送受信を終えるまで良好な通信状態を維持する必要がある。これに対して、ＷＣＮの受信回数ＮＳが小さければ、その回数だけＷＣＮの送受信を行えればよく、必ずしも長期間良好な通信状態を維持する必要がない。
通信条件を設定した後、ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮを受信した回数を示す変数であるメモリ３１２内のＷＣＮカウンタｉに初期値の「０」を設定し（ステップＳ２４３）、リリースタイマを車載器２００へ送信する（ステップＳ１４５）。その後、ＣＰＵ３１１は、処理をステップＳ１３１へ戻す。
他方、受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定された場合（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１はＷＣＮカウンタｉの値を１つインクリメントし（ステップＳ１４９）、ＷＣＮカウンタｉの値が設定された受信回数ＮＳと一致するか否かを判定する（ステップＳ２４４）。ＷＣＮカウンタｉの値が設定受信回数ＮＳと一致しない場合（ステップＳ２４４においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、その後ステップＳ１３１へ処理を戻す。
また、ＷＣＮカウンタｉの値が設定受信回数ＮＳと一致する場合には（ステップＳ２４４においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記憶されているカウント対象のＷＣＮ（つまり、当該ＷＣＮによって識別される車載器２００）を認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、カウント対象をリセットする（ステップＳ１５２）。これにより、認証処理の対象となったＷＣＮがメモリ３１２のカウント対象から削除される。なお、ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮがカウント対象にセットされてからの経過時間を監視しており、ＷＣＮがカウント対象にセットされたまま監視期間を経過した場合にも、カウント対象をリセットする。
ステップＳ１５２の後、ＣＰＵ３１１は認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証処理については、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。認証処理の後、ＣＰＵ３１１は、今回のＷＣＮの受信成功率、即ち、車載器２００へＷＣＮ要求信号を送信した回数に対するＷＣＮの受信回数（規定受信回数Ｎ）の割合を計算し、これをその時点の日時と共にＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録する（ステップＳ１５４）。さらにＣＰＵ３１１はステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
以上が、本実施の形態に係る路側機３００の通信処理である。なお、その後も路側機３００からはＦＣＭＣが送信されることになるが、既に認証処理の対象として決定されたＷＣＮを受信する必要がないため、例えばリリースタイマを長く設定したり、当該ＷＣＮを受信してもそれを無視するようにしたりすることで、既に認証処理の対象として決定された車載器２００と路側機３００の間で、新たに上述した通信処理が行われないようにする。
上記の入庫通信処理においては、ランクが高い場合には制限された通信条件、つまり、大きい受信回数ＮＳが設定される。この場合、入庫しようとする車両は入退場ゲート５００の前まで移動してくるため、ゲート前に形成される無線通信エリアの内部に継続して留まり、その間路側機３００との通信が可能な状態を維持する。よって、車載器２００の無線通信状況が良好であるため、設定受信回数ＮＳのＷＣＮ送信が可能となる。他方、入庫を目的とせず、路側機３００の近傍を通過する車両は、短期間しか無線通信エリアの内部になく、このため路側機３００との通信は継続して行われない。よって、設定受信回数ＮＳのＷＣＮ送受信を行えない可能性が高く、この車載器が認証処理の対象として決定されることを防止できる。
また、ランクが低い場合には緩和された通信条件、つまり、小さい受信回数ＮＳが設定される。この場合、車載器２００の無線通信状況が不良であり、短期間しか安定した通信状態を維持できなかったとしても、少なくとも設定受信回数ＮＳだけＷＣＮを送受信できれば、入庫通信処理を完了することができる。
次に、図１２に示した例を用いて本実施の形態に係る通信システム１００の動作を説明する。図１７は、図１２に示す例における通信システム１００の動作の流れを示すシーケンス図である。この例では、リリースタイマＲＴを２００ミリ秒としている。
駐車場に入庫しようとする１台の車両２１０が入退場ゲート５００の前に形成された初期の無線通信エリア３５０内に進入したとき、路側機３００から送信されるＦＣＭＣを車載器２００が受信し、これに応じて車載器２００から送信されたＡＣＴＣを路側機３００が受信する（ステップＳ１３１ａ～Ｓ１３４ａ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が１回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、１回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ａ～Ｓ１３８ａ）。路側機３００が１回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ａ）、ランクの特定を行い（ステップＳ２４１）、ランクに応じたＷＣＮの受信回数ＮＳを設定する（ステップＳ２４２）。また、路側機３００はリリースタイマＲＴを送信し、これを車載器２００が受信して、リリースタイマＲＴを設定する（ステップＳ１４５ａ～Ｓ１４７ａ）。
この例では、ランクが最高の「１」である場合には受信回数ＮＳが「５」に設定され、ランクが「２」である場合には受信回数ＮＳが「４」に設定され、ランクが「３」である場合には受信回数ＮＳが「３」に設定され、ランクが「４」である場合には受信回数ＮＳが「２」に設定され、ランクが最低の「５」である場合には受信回数ＮＳが「１」に設定されるものとする。また、図１７では、ランクが「４」の場合、即ち、受信回数ＮＳが「２」の場合を示しており、以下でもこの場合について説明する。
路側機３００はリリースタイマＲＴを送信した後、再びＦＣＭＣを定期送信するが、車載器２００にリリースタイマＲＴが設定されている間は、ＦＣＭＣに対して車載器２００が応答することはない。リリースタイマＲＴが終了すると、路側機３００から送信されるＦＣＭＣに応じて車載器２００がＡＣＴＣを送信し、路側機３００がこれを受信する（ステップＳ１３１ｂ～Ｓ１３４ｂ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が２回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、２回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ｂ～Ｓ１３８ｂ）。路側機３００は２回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ｂ）、まだ設定受信回数ＮＳ＝２には達していない（この時点でのＷＣＮカウンタの値は「１」である）ため、再度リリースタイマＲＴを送信し、これを車載器２００が受信して、リリースタイマＲＴを設定する（ステップＳ１４５ｂ～Ｓ１４７ｂ）。
路側機３００はリリースタイマＲＴを送信した後、再びＦＣＭＣを定期送信し、リリースタイマＲＴが終了すると、路側機３００から送信されるＦＣＭＣに応じて車載器２００がＡＣＴＣを送信し、路側機３００がこれを受信する（ステップＳ１３１ｃ～Ｓ１３４ｃ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が３回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、３回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ｃ～Ｓ１３８ｃ）。路側機３００は３回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ｃ）、設定受信回数ＮＳ＝２に達するため、当該ＷＣＮを認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証が成功した場合には、入退場ゲート５００が開放される。他方、認証が失敗した場合には、入退場ゲート５００が閉じたままとなり、車両２１０のゲート通過が拒否される。認証処理の後は、ＷＣＮの受信成功率がＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録される。以降、車両２１０が無線通信エリアから出るまで、リリースタイマの送受信及びリリースタイマの設定が繰り返される（ステップＳ１４５ｃ～Ｓ１４７ｃ）。
（実施の形態３）
本実施の形態では、車載器のＷＣＮを路側機が受信してＷＣＮに対して設定されたランクを特定し、特定されたランクに応じて通信条件としてリリースタイマの時間（長さ）を設定し、設定された長さのリリースタイマを車載器２００に設定する。
＜通信システムの構成＞
本実施の形態に係る通信システムの構成は、実施の形態１に係る通信システム１００の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
＜通信システムの動作＞
本実施の形態に係る通信システム１００の入庫通信処理について説明する。なお、ランク設定及びランク更新については、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
図１８は、本実施の形態に係る通信システムの入庫通信処理における路側機による通信処理の手順を示すフローチャートである。なお、車載器２００による通信手順は、実施の形態１で説明したものと同様である。
路側機３００のＣＰＵ３１１は、ＦＣＭＣを定期的に送信し（ステップＳ１３１）、車載器２００からＡＣＴＣが送信された場合には、これを受信する（ステップＳ１３４）。さらにＣＰＵ３１１が車載器２００へＷＣＮ要求信号を送信し（ステップＳ１３５）、ＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９においてＹＥＳ）、受信されたＷＣＮがカウント対象であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定されなかった場合（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はメモリ３１２にカウント対象として当該ＷＣＮを保存し（ステップＳ１４１）、ＷＣＮの受信回数を示す変数であるメモリ３１２内のＷＣＮカウンタｉに初期値の「１」を設定する（ステップＳ１４２）。
ＣＰＵ３１１は、車両管理ＤＢ４００に問い合わせを行い、ＷＣＮに対応するランクを特定する（ステップＳ１４３）。次にＣＰＵ３１１は、特定されたランクに応じた無線通信部３０３の通信条件としてリリースタイマの長さを設定する（ステップＳ３３１）。この通信条件は、ランクが高いほど制限される。本実施形態では、リリースタイマの長さが通信条件であり、ランクが高いほどリリースタイマが長く設定される。例えば、ランク１の場合にはリリースタイマの長さが５００ミリ秒、ランク２の場合には４００ミリ秒、ランク３の場合には３００ミリ秒、ランク４の場合には２００ミリ秒、ランク５の場合には１００ミリ秒に設定することができる。リリースタイマが長ければ、その間ＷＣＮの送受信が行えなくなり、連続してＷＣＮの送受に成功しなければ入庫通信処理に長期間を要することになる。そのため良好な通信状態を維持しておく必要がある。これに対して、リリースタイマが短ければ、一定期間におけるＷＣＮの送受の試行回数が多くなり、その間の何回かにおいてＷＣＮの送受に失敗したとしても規定回数だけＷＣＮの送受に成功する可能性が高くなる。よって、必ずしも長期間良好な通信状態を維持する必要がない。
通信条件を設定した後、ＣＰＵ３１１は、設定された長さのリリースタイマを車載器２００へ送信する（ステップＳ３３２）。車載器２００がリリースタイマを受信すると、制御部２０１はリリースタイマを設定し、これを開始する。車載器２００はリリースタイマが設定されている期間、路側機３００からの通信に対して応答しないようになる。車載器２００の制御部２０１は、リリースタイマが終了すれば、制御部２０１は再度ＦＣＭＣの受信以降の処理を実行する。
他方、受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定された場合（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１はＷＣＮカウンタｉの値を１つインクリメントし（ステップＳ１４９）、ＷＣＮカウンタｉの値が予め設定された規定受信回数Ｎと一致するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ＷＣＮカウンタｉの値が規定受信回数Ｎと一致しない場合（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ステップＳ３３２へ処理を移し、設定された長さのリリースタイマを再度送信し（ステップＳ３３２）、その後ステップＳ１３１へ処理を戻す。
また、ＷＣＮカウンタｉの値が規定受信回数Ｎと一致する場合には（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記憶されているカウント対象のＷＣＮ（つまり、当該ＷＣＮによって識別される車載器２００）を認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、カウント対象をリセットする（ステップＳ１５２）。これにより、認証処理の対象となったＷＣＮがメモリ３１２のカウント対象から削除される。なお、ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮがカウント対象にセットされてからの経過時間を監視しており、ＷＣＮがカウント対象にセットされたまま監視期間を経過した場合にも、カウント対象をリセットする。
ステップＳ１５２の後、ＣＰＵ３１１は認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証処理については、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。認証処理の後、ＣＰＵ３１１は、今回のＷＣＮの受信成功率、即ち、車載器２００へＷＣＮ要求信号を送信した回数に対するＷＣＮの受信回数（規定受信回数Ｎ）の割合を計算し、これをその時点の日時と共にＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録する（ステップＳ１５４）。さらにＣＰＵ３１１はステップＳ３３２へ処理を移し、設定された長さのリリースタイマを再度送信し（ステップＳ３３２）、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
以上が、本実施の形態に係る路側機３００の通信処理である。なお、その後も路側機３００からはＦＣＭＣが送信されることになるが、既に認証処理の対象として決定されたＷＣＮを受信する必要がないため、例えばリリースタイマを長く設定したり、当該ＷＣＮを受信してもそれを無視するようにしたりすることで、既に認証処理の対象として決定された車載器２００と路側機３００の間で、新たに上述した通信処理が行われないようにする。
上記の入庫通信処理においては、ランクが高い場合には制限された通信条件、つまり、長いリリースタイマが設定される。この場合、入庫しようとする車両は入退場ゲート５００の前まで移動してくるため、無線通信エリアの外縁部において１回目のＷＣＮの送受を行った場合には、リリースタイマが設定されている間に車両がゲートの近くまで進行し、アンテナ２０２の近傍において２回目以降のＷＣＮの送受が行われる。よって、車載器２００の無線通信状況が良好であるため、連続してＷＣＮの送受に成功する可能性が高く、入庫通信処理は短期間に完了する。他方、入庫を目的とせず、路側機３００の近傍を通過する車両は、無線通信エリアに進入した直後にＷＣＮの送受を１度行ったとしても、リリースタイマが設定されている間に無線通信エリアを外れている可能性が高く、このため路側機３００との通信は継続して行われない。よって、規定回数のＷＣＮ送受信を行えない可能性が高く、この車載器が認証処理の対象として決定されることを防止できる。
また、ランクが低い場合には緩和された通信条件、つまり、短いリリースタイマが設定される。この場合、車載器２００の無線通信状況が不良であり、短期間しか安定した通信状態を維持できなかったとしても、短期間に連続してＷＣＮの送受を試行することができ、ＷＣＮを規定回数送受信できる可能性が高くなる。
次に、図１２に示した例を用いて本実施の形態に係る通信システム１００の動作を説明する。図１９は、図１２に示す例における通信システム１００の動作の流れを示すシーケンス図である。この例では、規定受信回数Ｎを２としている。
駐車場に入庫しようとする１台の車両２１０が入退場ゲート５００の前に形成された初期の無線通信エリア３５０内に進入したとき、路側機３００から送信されるＦＣＭＣを車載器２００が受信し、これに応じて車載器２００から送信されたＡＣＴＣを路側機３００が受信する（ステップＳ１３１ａ～Ｓ１３４ａ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が１回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、１回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ａ～Ｓ１３８ａ）。路側機３００が１回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ａ）、ランクの特定を行い（ステップＳ１４３）、ランクに応じたリリースタイマの長さを設定する（ステップＳ３３１）。また、路側機３００は設定された長さのリリースタイマＲＴを送信し、これを車載器２００が受信して、リリースタイマＲＴを設定する（ステップＳ３３２ａ～Ｓ１４７ａ）。
この例では、ランクが最高の「１」である場合にはリリースタイマの長さが５００ミリ秒に設定され、ランクが「２」である場合には４００ミリ秒に、ランクが「３」である場合には３００ミリ秒に、ランクが「４」である場合には２００ミリ秒に、ランクが最低の「５」である場合には１００ミリ秒にそれぞれ設定されるものとする。また、図１９では、ランクが「２」の場合、即ち、リリースタイマの長さが４００ミリ秒の場合を示しており、以下でもこの場合について説明する。
路側機３００は４００ミリ秒のリリースタイマＲＴを送信した後、再びＦＣＭＣを定期送信するが（ステップＳ１３１）、車載器２００にリリースタイマＲＴが設定されている４００ミリ秒の間は、ＦＣＭＣ（図１９においては７回のＦＣＭＣ）に対して車載器２００が応答することはない。リリースタイマＲＴが終了すると、路側機３００から送信されるＦＣＭＣに応じて車載器２００がＡＣＴＣを送信し、路側機３００がこれを受信する（ステップＳ１３１ｂ～Ｓ１３４ｂ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３００が２回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２００がこれを受信して、２回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ｂ～Ｓ１３８ｂ）。路側機３００は２回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ｂ）、当該ＷＣＮを認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証が成功した場合には、入退場ゲート５００が開放される。他方、認証が失敗した場合には、入退場ゲート５００が閉じたままとなり、車両２１０のゲート通過が拒否される。認証処理の後は、ＷＣＮの受信成功率がＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録される。以降、車両２１０が無線通信エリアから出るまで、リリースタイマの送受信及びリリースタイマの設定が繰り返される（ステップＳ１４５ｂ～Ｓ１４７ｂ）。
（実施の形態４）
本実施の形態では、車載器がＧＰＳ受信機から車両の位置情報を取得し、この位置情報を路側機へ送信し、路側機が位置情報から車両の進行方向を判断し、その進行方向からこの車両のＷＣＮを認証処理の対象とするか否かを判定する。
＜通信システムの構成＞
図２０は、本実施の形態に係る車載器２４０の構成を示すブロック図である。車載器２４０は、制御部２０１と、アンテナ２０２と、無線通信部２０３と、カード読取部２０４とに加え、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信部２４１を備える。ＧＮＳＳＳ受信部２４１は、ＧＮＳＳ衛星からの電波受信に基づき、自装置（つまり、車載器２４０が搭載されている車両）の位置情報を取得することができる。なお、車載器２４０のその他の構成については、実施の形態１に係る車載器２００の構成と同様であるので、その説明を省略する。
図２１は、本実施の形態に係る路側機の機能を示す機能ブロック図である。路側機３４０のＣＰＵ３１１は通信プログラム３０５を実行することにより、ランク特定部３２１、通信条件設定部３２２、受信制御部３２３、情報通信処理部３２４、ランク設定部３２５、及びランク更新部３２６に加え、判定部３４１として機能する。判定部３４１は、無線通信部３０３によって受信された車両の位置情報から、当該車両に搭載される車載器２４０を認証処理の対象とするか否かを判定する。情報通信処理部３２４は、判定部３４１によって車載器２４０を認証処理の対象とすると判定された場合に、認証処理を実行する。なお、路側機３４０のその他の構成については、実施の形態１に係る路側機３００の構成と同様であるので、その説明を省略する。
＜通信システムの動作＞
本実施の形態に係る通信システムの入庫通信処理について説明する。なお、ランク設定及びランク更新については、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
図２２Ａ及び図２２Ｂは、本実施の形態に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャートである。路側機３４０のＣＰＵ３１１は、無線通信部３０３によりＦＣＭＣを定期的に送信する（ステップＳ１３１）。車両２１０が路側機３４０の無線通信エリア内に進入すると、この車両２１０の車載器２４０がＦＣＭＣを受信する（ステップＳ１３２）。ＦＣＭＣを受信した車載器２４０の制御部２０１は、無線通信部２０３によりＡＣＴＣを送信し（ステップＳ１３３）、これを路側機３４０が受信する（ステップＳ１３４）。その後、路側機３４０がＢＳＴを車載器２４０へ送信し、車載器２４０がＶＳＴを路側機３４０へ送信するなどの必要な通信を行った後、路側機３４０のＣＰＵ３１１が車載器２４０へＷＣＮを要求するＷＣＮ要求信号を送信する（ステップＳ１３５）。車載器２４０の制御部２０１はＷＣＮ要求信号を受信すると（ステップＳ１３６）、自器のＷＣＮを読み出し（ステップＳ１３７）、路側機３４０へ送信する（ステップＳ１３８）。
路側機３４０のＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信に成功したか否か、即ち、一定の期間内に車載器２４０からＷＣＮを受信できたか否かを判定する（ステップＳ１３９）。ＷＣＮの受信に失敗した場合（ステップＳ１３９においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ステップＳ１３１へ処理を戻す。他方、ＷＣＮの受信に成功した場合（ステップＳ１３９においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、車両の位置情報を要求する位置情報要求信号を送信する（ステップＳ４３１）。車載器２４０の制御部２０１は、この位置情報要求信号を受信すると（ステップＳ４３２）、ＧＮＳＳ受信部２４１から車両の位置情報を取得し（ステップＳ４３３）、これを路側機３４０へ送信する（ステップＳ４３４）。路側機３４０のＣＰＵ３１１は、位置情報を受信すると（ステップＳ４３５）、受信されたＷＣＮがカウント対象であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定されなかった場合（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はメモリ３１２にカウント対象として当該ＷＣＮを保存し（ステップＳ１４１）、ＷＣＮの受信回数を示す変数であるメモリ３１２内のＷＣＮカウンタｉに初期値の「１」を設定する（ステップＳ１４２）。
ＣＰＵ３１１は、車両管理ＤＢ４００に問い合わせを行い、ＷＣＮに対応するランクを特定する（ステップＳ１４３）。次にＣＰＵ３１１は、特定されたランクに応じた無線通信部３０３の通信条件として電波強度を設定する（ステップＳ１４４）。通信条件を設定した後、ＣＰＵ３１１は、リリースタイマを車載器２４０へ送信する（ステップＳ１４５）。車載器２４０がリリースタイマを受信した場合には（ステップＳ１４６においてＹＥＳ）、制御部２０１はリリースタイマを設定し、これを開始する（ステップＳ１４７）。車載器２４０はリリースタイマが設定されている期間、路側機３４０からの通信に対して応答しないようになる。車載器２４０の制御部２０１は、リリースタイマを設定した後、リリースタイマが終了したか否かを判定し（ステップＳ１４８）、終了していなければ（ステップＳ１４８においてＮＯ）、ステップＳ１４８の処理を繰り返す。リリースタイマが終了すれば（ステップＳ１４８においてＹＥＳ）、制御部２０１は処理をステップＳ１３２へ戻し、再度ＦＣＭＣの受信以降の処理を実行する。また、車載器２４０がリリースタイマを受信しない場合にも（ステップＳ１４６においてＮＯ）、制御部２０１は処理をステップＳ１３２へ戻し、ＦＣＭＣの受信以降の処理を繰り返す。路側機３４０のＣＰＵ３１１は、リリースタイマを送信した後、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
他方、受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定された場合（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１はＷＣＮカウンタｉの値を１つインクリメントし（ステップＳ１４９）、ＷＣＮカウンタｉの値が予め設定された規定受信回数Ｎと一致するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ＷＣＮカウンタｉの値が規定受信回数Ｎと一致しない場合（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１は、ステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、その後ステップＳ１３１へ処理を戻す。
また、ＷＣＮカウンタｉの値が規定受信回数Ｎと一致する場合には（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、それまでに受信された位置情報から車両の進行経路を分析し、当該車両が入退場ゲートへ進行しているか否かを判定する（ステップＳ４３６）。図２３は、路側機３４０による車両の進行経路の分析を説明するための図である。路側機３４０は、規定受信回数と同数の位置情報を取得しており、受信された複数の位置情報を用いて車両の進行経路を分析する。図２３では、道路５１０の側方に設けられた入退場ゲート５００へ進行する車両の進行経路Ｒ１と、道路５１０を直進する車両の進行経路Ｒ２とを示している。この例では、入退場ゲート５００へ進行する車両の位置をＰ１１～Ｐ１４で示し、道路５１０を直進する車両の位置をＰ２１～Ｐ２４で示している。進行経路の分析は、時間的に連続して取得された位置情報の差分によるものとすることができる。例えば、道路５１０の長手方向をＹ方向とし、Ｙ方向に直交する水平方向をＸ方向としたとき、進行経路Ｒ１上の位置Ｐ１１～Ｐ１４はＸ方向に大きく変化しており、このため、Ｐ１１及びＰ１２の差分、Ｐ１２及びＰ１３の差分、Ｐ１３及びＰ１４の差分のそれぞれのＸ方向成分は一定程度以上の値を取る。これに対して、進行経路Ｒ２上の位置Ｐ２１～Ｐ２４はＸ方向に殆ど変化せず、このため、Ｐ２１及びＰ２２の差分、Ｐ２２及びＰ２３の差分、Ｐ２３及びＰ２４の差分のそれぞれのＸ方向成分は概略０となる。このように、この例においては、各位置の差分のＸ方向成分の大きさにより、入退場ゲート５００へ進行しているか否かを判定することができる。進行経路の分析方法はこれに限られず、例えば、入退場ゲート５００に進行する経路パターンと、道路５１０を直進する経路パターンとを予め記憶しておき、時間的に連続する複数の位置から車両の進行経路を認識し、この進行経路がどの経路パターンに類似するかを判断することも可能である。
図２２Ｂを参照する。車両が入退場ゲートに進行していないと判定された場合（ステップＳ４３６においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はカウント対象をリセットし（ステップＳ４３７）、その後ステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、ステップＳ１３１へ処理を戻す。他方、車両が入退場ゲートに進行していると判定された場合（ステップＳ４３６においてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記憶されているカウント対象のＷＣＮ（つまり、当該ＷＣＮによって識別される車載器２４０）を認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、カウント対象をリセットする（ステップＳ１５２）。これにより、認証処理の対象となったＷＣＮがメモリ３１２のカウント対象から削除される。なお、ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮがカウント対象にセットされてからの経過時間を監視しており、ＷＣＮがカウント対象にセットされたまま監視期間を経過した場合にも、カウント対象をリセットする。
ステップＳ１５２の後、ＣＰＵ３１１は認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証処理については、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。認証処理の後、ＣＰＵ３１１は、今回のＷＣＮの受信成功率、即ち、車載器２４０へＷＣＮ要求信号を送信した回数に対するＷＣＮの受信回数（規定受信回数Ｎ）の割合を計算し、これをその時点の日時と共にＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録する（ステップＳ１５４）。さらにＣＰＵ３１１はステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
以上が、本実施の形態に係る路側機３４０の通信処理である。なお、その後も路側機３４０からはＦＣＭＣが送信されることになるが、既に認証処理の対象として決定されたＷＣＮ、及び入退場ゲートに進行していないと判定された車両のＷＣＮについては受信する必要がないため、例えばリリースタイマを長く設定したり、当該ＷＣＮを受信してもそれを無視するようにしたりすることで、新たに上述した通信処理が行われないようにする。
上記の入庫通信処理においては、車載器２４０から送信された位置情報により車両の進行方向が分析され、車両が入退場ゲートに進行しているか否かが判定される。車両が入退場ゲートに進行していると判定された場合には、そのときのＷＣＮ（つまり、車載器）が認証処理の対象とされ、車両が入退場ゲートに進行していないと判定された場合には、ＷＣＮが認証処理の対象とされない。このようにすることにより、複数回ＷＣＮが受信された場合であっても、入退場ゲートに進行していない車両から取得されたＷＣＮは認証処理の対象から除外され、認証処理の対象のＷＣＮを適切に決定することができる。
次に、具体例を用いて本実施の形態に係る通信システムの入庫通信処理における動作を説明する。図２４は、本実施の形態に係る通信システム１００の入庫通信処理の流れの一例を示すシーケンス図である。この例では、リリースタイマＲＴを２００ミリ秒、規定受信回数Ｎを２としている。
駐車場に入庫しようとする１台の車両２１０が入退場ゲート５００の前に形成された初期の無線通信エリア３５０内に進入したとき、路側機３４０から送信されるＦＣＭＣを車載器２４０が受信し、これに応じて車載器２４０から送信されたＡＣＴＣを路側機３４０が受信する（ステップＳ１３１ａ～Ｓ１３４ａ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３４０が１回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２４０がこれを受信して、１回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ａ～Ｓ１３８ａ）。路側機３４０が１回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ａ）、車載器２４０に車両の位置情報を要求し、車載器２４０がこの要求に応じて位置情報を送信し、路側機３４０がこれを受信する（ステップＳ４３１ａ～Ｓ４３５ａ）。
次に路側機３４０はランクの特定を行い（ステップＳ１４３）、ランクに応じた電波強度を設定する（ステップＳ１４４）。これにより、ランクに応じた新たな無線通信エリアが形成される。また、路側機３４０はリリースタイマＲＴを送信し、これを車載器２４０が受信して、リリースタイマＲＴを設定する（ステップＳ１４５ａ～Ｓ１４７ａ）。
路側機３４０はリリースタイマＲＴを送信した後、再びＦＣＭＣを定期送信するが（ステップＳ１３１）、車載器２４０にはリリースタイマＲＴが設定されているため、ＦＣＭＣに対して車載器２４０が応答することはない。リリースタイマＲＴが終了すると、路側機３４０から送信されるＦＣＭＣに応じて車載器２４０がＡＣＴＣを送信し、路側機３４０がこれを受信する（ステップＳ１３１ｂ～Ｓ１３４ｂ）。ＢＳＴ、ＶＳＴの送受信が行われた後、路側機３４０が２回目のＷＣＮ要求を行い、車載器２４０がこれを受信して、２回目のＷＣＮ送信を行う（ステップＳ１３５ｂ～Ｓ１３８ｂ）。路側機３４０は２回目のＷＣＮを受信すると（ステップＳ１３９ｂ）、車載器２４０に車両の位置情報を要求し、車載器２４０がこの要求に応じて位置情報を送信し、路側機３４０がこれを受信する（ステップＳ４３１ｂ～Ｓ４３５ｂ）。
路側機３４０は、受信された位置情報に基づいて車両の進行経路を分析し、車両がゲートに進行しているか否かを判定する。路側機３４０は、車両がゲートに進行していると判定すると（ステップＳ４３６）、当該ＷＣＮを認証処理の対象として決定し（ステップＳ１５１）、認証処理を実行する（ステップＳ１５３）。認証が成功した場合には、入退場ゲート５００が開放される。他方、認証が失敗した場合には、入退場ゲート５００が閉じたままとなり、車両２１０のゲート通過が拒否される。認証処理の後は、ＷＣＮの受信成功率がＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録される。以降、車両２１０が無線通信エリアから出るまで、リリースタイマの送受信及びリリースタイマの設定が繰り返される（ステップＳ１４５ｂ～Ｓ１４７ｂ）。
（実施の形態５）
本実施の形態では、各ＷＣＮに対して車両の位置に応じて複数のランクを設定しておき、路側機が車載器からＷＣＮと車両の位置情報とを受信し、受信されたＷＣＮ及び位置情報から、このＷＣＮに対して設定された複数のランクのうちの１つを特定し、特定されたランクに応じて通信条件を設定する。
＜通信システムの構成＞
本実施の形態に係る車載器２４０は、制御部２０１と、アンテナ２０２と、無線通信部２０３と、カード読取部２０４とに加え、ＧＮＳＳ受信部２４１を備える（図２０参照）。なお、本実施の形態に係る車載器２４０の構成については、実施の形態４に係る車載器２４０の構成と同様であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態に係る路側機の構成については、実施の形態１に係る路側機３００の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
図２５は、車両管理ＤＢ４５０の構造を示す模式図である。車両管理ＤＢ４５０には、ＷＣＮと、分割領域毎のランクと、車両ナンバー（自動車登録番号）と、車両の所有者の名前とが対応付けて格納される。この車両管理ＤＢ４５０に情報が登録されている車両は、当該駐車場に駐車が許可された車両である。つまり、認証処理では、路側機３００が車両管理ＤＢ４５０にＷＣＮをキーとした問い合わせを行い、車両管理ＤＢ４５０に当該ＷＣＮが登録されているという回答があれば適合車両として認証し、ＷＣＮが登録されていないという回答があれば不適合車両であるとして認証を拒否する。また、ランクは車載器２４０が安定して無線通信を行う程度を示す指標であり、各ＷＣＮ（即ち、車両）に対して分割領域毎に設定される。分割領域によってランクは異なりうる。図２５に示す例では、ＷＣＮ「１２３４１２３４１２３４」に対して、右側領域のランクが「１」に、左側領域のランクが「２」に設定されている。なお、分割領域については後述する。
＜通信システムの動作＞
次に、本実施の形態に係る通信システムの動作について説明する。
［ランク設定］
契約車両駐車場を利用する車両に対しては無線通信エリアの各分割領域に対応して複数のランクが設定され、車両管理ＤＢ４５０に登録される。以下、本実施の形態に係るランク設定処理について説明する。
図２６は、本実施の形態に係るランク設定における車両の停止位置の一例を示す図である。本実施の形態では、無線通信エリア３７０において、入退場ゲートに向かって右側の領域（以下、「右側領域」という）３７１と左側の領域（以下、「左側領域」という）３７２の２つの分割領域が設けられた場合を例に挙げて説明する。ランク設定における車両の停止位置を、アンテナ３０２に対向させて２列に並べて設ける。図２６の例では、アンテナ３０２に対して右側領域３７１と左側領域３７２とのそれぞれに停止位置の列を設けている。つまり、右側領域３７１の列では、アンテナ３０２に近いものから順に、右側第１停止位置３８１～右側第５停止位置３８５の５つの停止位置が設けられ、左側領域３７２の列では、アンテナ３０２に近いものから順に、左側第１停止位置３９１～左側第５停止位置３９５の５つの停止位置が設けられる。車両２１０は、右側領域３７１の列を、右側第５停止位置３８５から右側第１停止位置３８１へと順番に停止していき、路側機３００が各停止位置において車載器２４０の無線通信状況を評価する。また、車両２１０は、左側領域３７２の列を、左側第５停止位置３９５から左側第１停止位置３９１へと順番に停止していき、路側機３００が各停止位置において車載器２４０の無線通信状況を評価する。無線通信状況の評価は、車載器２４０と路側機３００との無線通信の安定性評価であり、本実施の形態では、一定期間におけるＷＣＮの受信回数を評価する。この評価結果によって、路側機３００が右側領域３７１と左側領域３７２とのそれぞれについて車両２１０のランクを設定する。
図２７Ａ及び図２７Ｂは、本実施の形態に係る通信システムにおけるランク設定の手順を示すフローチャートである。車両２１０は、まず右側第５停止位置３８５に停止する。この状態で、路側機３００が車載器２４０との通信を開始する。路側機３００のＣＰＵ３１１は、無線通信部３０３によるＦＣＭＣの送信及びＡＣＴＣの受信を行って車載器２４０との通信リンクを確立し、ＢＳＴ及びＶＳＴの送受信等の必要な通信を行った後、一定期間（例えば、１秒間）にＷＣＮの受信を所定回（例えば、１０回）試行する（ステップＳ５０１）。
次に、ＣＰＵ３１１は、上記の複数回の試行におけるＷＣＮの受信回数が所定の基準値を上回っているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っていれば、無線通信状況が良好である、即ち、無線通信の安定性が高いと判断でき、ＷＣＮの受信回数が基準値以下であれば、無線通信状況が右側第５停止位置３８５では不良である、即ち、無線通信の安定性が低いと判断できる。ＣＰＵ３１１は、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回っている場合には（ステップＳ５０２においてＹＥＳ）、右側領域３７１のランクを最も高い「１」に設定し（ステップＳ５０３）、ＷＣＮ及び右側領域３７１と対応付けて車両管理ＤＢ４５０にこれを登録する（ステップＳ５０４）。その後、ＣＰＵ３１１は、処理をステップＳ５１７に移す。
他方、ＷＣＮの受信回数が基準値以下である場合には（ステップＳ５０２においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はランクを設定せず、ステップＳ５０５へ処理を移す。この場合、車両２１０は、１つ前の停止位置である右側第４停止位置３８４に移動する。この状態で、路側機３００のＣＰＵ３１１は、ステップＳ５０１～Ｓ５０３と同様の処理を実行する（ステップＳ５０５～５０７）。このようにして、ＷＣＮの受信回数が基準値以下である限り、車両２１０が１つ前の停止位置に移動し、ＣＰＵ３１１がステップＳ５０１～Ｓ５０３と同様の処理を繰り返す（ステップＳ５０５～Ｓ５１６）。この一連の処理において、ＷＣＮの受信回数が基準値を上回る停止位置に応じて、右側領域３７１のランクが決定される。ＷＣＮの受信回数が基準値を上回る位置が右側第５停止位置３８５～右側第１停止位置３８１の順番で、ランクは１つずつ低下する。こうして決定された右側領域３７１のランクが車両管理ＤＢ４５０に登録される（ステップＳ５０４）。
上記のようにして右側領域３７１に対応するランクを設定した後、アンテナ３０２に向かって左側の位置におけるランクを設定する。左側領域３７２においても、右側領域３７１と同様に停止位置を変えながらＷＣＮの受信が試行され、ランクが設定される（ステップＳ５１７～５３２）。ＷＣＮの受信回数が基準値を上回る位置が左側第５停止位置３９５のときにランクは最高の「５」となり、左側第５停止位置３９５～左側第１停止位置３９１の順番でランクは１つずつ低下する。こうして決定された左側領域３７２のランクが車両管理ＤＢ４５０に登録される（ステップＳ５２０）。以上でランク設定処理が終了する。
［入庫］
次に、車載器２４０と路側機３００との入庫通信処理について説明する。図２８Ａ及び図２８Ｂは、本実施の形態に係る通信システムによる入庫通信処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１３１～Ｓ１３９の処理は、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
路側機３００のＣＰＵ３１１は、車載器２４０からのＷＣＮの受信に成功した場合（ステップＳ１３９においてＹＥＳ）、車両の位置情報を要求する位置情報要求信号を送信する（ステップＳ５３１）。車載器２４０の制御部２０１は、この位置情報要求信号を受信すると（ステップＳ５３２）、ＧＮＳＳ受信部２４１から車両の位置情報を取得し（ステップＳ５３３）、これを路側機３００へ送信する（ステップＳ５３４）。路側機３００のＣＰＵ３１１は、位置情報を受信すると（ステップＳ５３５）、受信されたＷＣＮがカウント対象であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
受信されたＷＣＮがカウント対象であると判定されなかった場合（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＣＰＵ３１１はメモリ３１２にカウント対象として当該ＷＣＮを保存し（ステップＳ１４１）、ＷＣＮの受信回数を示す変数であるメモリ３１２内のＷＣＮカウンタｉに初期値の「１」を設定する（ステップＳ１４２）。
ＣＰＵ３１１は、車両管理ＤＢ４５０にＷＣＮと位置情報とを送信して問い合わせを行い、ＷＣＮに対応するランクを特定する（ステップＳ５３６）。車両管理ＤＢ４５０は、受信された位置情報からその車両が右側領域３７１及び左側領域３７２の何れに位置するかを判定し、右側領域３７１に位置すると判定した場合には右側領域３７１のランクを、左側領域３７２に位置すると判定した場合には左側領域３７２のランクを路側機３００に送信する。また、車両管理ＤＢ４５０は、ランクと共に、そのときに車両が位置すると判定された分割領域を示す情報も路側機３００に送信する。つまり、車両管理ＤＢ４５０は、車両が右側領域３７１に位置すると判定された場合は、右側領域３７１のランクと共に右側領域３７１を示す情報を、車両が左側領域３７２に位置すると判定された場合は、左側領域３７２のランクと共に左側領域３７２を示す情報を、路側機３００に送信する。これにより、路側機３００はランクを特定すると共に、そのときに車両が位置する分割領域を特定する。
ＣＰＵ３１１は、特定されたランクに応じた無線通信部３０３の通信条件として電波強度を設定する（ステップＳ１４４）。その後、ステップＳ１４５～Ｓ１５３の処理が実行される。なお、ステップＳ１４５～Ｓ１５３の処理は、実施の形態１において説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
認証処理の後、ＣＰＵ３１１は、今回のＷＣＮの受信成功率、即ち、車載器２４０へＷＣＮ要求信号を送信した回数に対するＷＣＮの受信回数（規定受信回数Ｎ）の割合を計算し、車両管理ＤＢ４５０からランクと共に通知された、車両が位置する分割領域（右側領域３７１又は左側領域３７２）の情報及びその時点の日時と共にＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に登録する（ステップＳ５３７）。さらにＣＰＵ３１１はステップＳ１４５へ処理を移し、リリースタイマを再度送信し（ステップＳ１４５）、ステップＳ１３１へ処理を戻す。
以上が、本実施の形態に係る路側機３００と車載器２４０との入庫通信処理である。なお、その後も路側機３００からはＦＣＭＣが送信されることになるが、既に認証処理の対象として決定されたＷＣＮ、及び入退場ゲートに進行していないと判定された車両のＷＣＮについては受信する必要がないため、例えばリリースタイマを長く設定したり、当該ＷＣＮを受信してもそれを無視するようにしたりすることで、新たに上述した通信処理が行われないようにする。
車載器２４０と路側機３００との通信状態は、路側機３００のアンテナ３０２の構造及び取付位置、アンテナ３０２の周囲の構造物等の影響を受け、路側機３００に対する位置によって異なることがある。本実施の形態に示す例では、アンテナ３０２に向かって右側と左側とで車載器２４０と路側機３００との通信状態が異なっている。このため、右側領域３７１及び左側領域３７２のそれぞれについて車両毎に通信状態のランクを設定し、上記の入庫通信処理において、車載器２４０から送信された位置情報により無線通信エリアにおける車両の位置（右側領域３７１又は左側領域３７２）を特定し、その位置に応じたランクを特定し、ランクに応じた通信条件（路側機３００の電波強度）を設定する。これにより、アンテナ３０２に対する車両の位置によらず良好な通信状態を得ることができる。
［ランク更新］
本実施の形態に係る通信システムは、定期的又は不定期的にランクの更新を行う。以下、本実施の形態に係るランク更新処理について説明する。
ランク更新処理を実行するタイミングが到来すると、路側機３００のＣＰＵ３１１がランク更新処理を開始する。ランク更新処理は、例えば一定の期間毎に実行したり、あるＷＣＮについての分割領域毎のＷＣＮの受信成功率の登録回数が前回の更新から所定数に達したときに実行したりする。また、オペレータが手動でランク更新処理の実行指示を与えることもできる。
図２９は、本実施の形態に係る通信システムにおけるランク更新処理の手順を示すフローチャートである。ランク更新処理を開始すると、ＣＰＵ３１１はランクの更新対象とするＷＣＮを特定し（ステップＳ１８１）、このＷＣＮについて、前回のランク更新からの受信成功率をＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に問い合わせ、取得する（ステップＳ１８２）。
ＣＰＵ３１１は、右側領域３７１及び左側領域３７２のそれぞれについて、受信成功率の最頻値を算出し（ステップＳ５８１）、右側領域３７１及び左側領域３７２のそれぞれについて、最頻値が対応するランクを決定する（ステップＳ５８２）。次にＣＰＵ３１１は、右側領域３７１及び左側領域３７２のそれぞれについて、決定された新たなランクを車両管理ＤＢ４５０に登録する（ステップＳ５８３）。これにより、車両管理ＤＢ４５０に登録されたランクが更新される。以上で、ランク更新処理が終了する。
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態１及び５においては、一定期間におけるＷＣＮの受信回数によって車載器２００と路側機３００との通信状況を評価し、この通信状況に応じてランクを設定する構成について述べたが、これに限定されるものではない。車載器２００と路側機３００との間で無線通信を行ったときの電波強度に応じてランクを設定することも可能である。例えば、アンテナ近傍の複数の停止位置それぞれにおいて車載器２００と路側機３００とが無線通信を行い、路側機３００による受信信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を検出し、このＲＳＳＩが所定の基準値を超えた場合に、通信状況が良好であると評価し、通信状況が良好であると評価された位置のうち、アンテナから最も離れた位置によってランクを設定することができる。
また、上述した実施の形態１においては、アンテナ近傍の複数の位置における通信状況を評価し、その評価結果に応じてランクを設定する構成について述べたが、これに限定されるものではない。アンテナ近傍の特定の１つの位置に車両が停止した状態で、車載器２００と路側機３００とが無線通信を行い、その通信状況を評価し、この評価結果に応じてランクを設定することも可能である。例えば、１つの停止位置に車両が停止した状態で、路側機３００が一定期間にＷＣＮの受信を所定回試行し、そのときのＷＣＮの受信回数に応じてランクを設定することができる。具体的には、試行回数１０に対して受信回数が８以上の場合はランクを１に、７の場合はランクを２に、６の場合はランクを３に、５の場合はランクを２に、４以下の場合はランクを５に設定することができる。また、１つの停止位置に車両が停止した状態で、車載器２００と路側機３００とが無線通信を行い、そのときの電波強度に応じてランクを設定することができる。具体的には、ランク１～５のそれぞれに対してＲＳＳＩの範囲を決めておき、どの路側機３００による受信信号のＲＳＳＩ（又は車載器２００による受信信号のＲＳＳＩ）がどの範囲に入るかによってランクを設定することができる。
また、実施の形態５のように、アンテナの近傍（無線通信エリア）を複数の領域に分割し、それぞれの分割領域に対して車両毎にランクを設定する場合には、分割領域の１つの位置に車両が停止した状態で、車載器と路側機とが無線通信を行い、その通信状況を評価し、この評価結果に応じて当該分割領域に対するランクを設定することも可能である。
また、上述した実施の形態１においては、過去の入庫通信処理における通信状況（受信成功率）をＷＣＮ受信実績ＤＢ４１０に記憶しておき、その通信状況からランクの更新を行う構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、ランク設定と同様に、アンテナ３０２の近傍の１つの停止位置に車両が停止した状態で車載器２００と路側機３００とが無線通信を行い、そのときの通信状況によってランクを更新することも可能である。実施の形態５のように、アンテナ近傍を複数の領域に分割して領域毎にランクを設定する場合には、分割領域の１つの位置に車両が停止した状態で、車載器と路側機とが無線通信を行い、そのときの通信状況に応じて当該分割領域に対するランクを更新することも可能である。
また、上述した実施の形態１乃至５においては、車載器２００を識別するための識別情報としてＷＣＮを用いる構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、ＬＩＤ（Link Address）、機器番号、車載器ＩＤ、その他の識別情報を用いることができる。
また、上述した実施の形態１乃至５においては、路側機３００，３３０が車載器２００へリリースタイマを送信し、車載器２００がリリースタイマを設定することで、その間の路側機３００からの通信に応答しないようにし、これによって一定の期間車載器２００がＷＣＮを送信しないように構成したが、これに限定されるものではない。ＷＣＮの受信を認証処理の対象の決定に用いない不可期間として、リリースタイマ以外の期間を設定する構成としてもよい。具体的には、路側機３００，３３０が、車載器２００からＷＣＮを受信したとしてもそれを認証処理の対象の決定のための受信回数に算入しない非算入期間を設定したり、車載器２００からＷＣＮを受信したとしてもその受信を無効とする無効期間を設定したりすることができる。また、ＷＣＮの受信を認証処理の対象の決定に用いない不可期間に代えて、認証処理の対象の決定に用いないＷＣＮの受信回数を設定することもできる。
本発明の路側機、車載器、通信システム、通信方法、及びプログラムは、車両に搭載された車載器と無線通信する路側機、車載器と路側機とが無線通信を行う通信システム、通信方法、及び路側機に車載器との通信を行わせるためのプログラムとして有用である。
１００ 通信システム
２００ 車載器
２０１ 制御部
２０２ アンテナ
２０３ 無線通信部
２１０ 車両
３００ 路側機
３０１ 制御部
３０２ アンテナ
３０３ 無線通信部
３０５ 通信プログラム
３１１ ＣＰＵ
３１２ メモリ
３２１ ランク特定部
３２２ 通信条件設定部
３２３ 受信制御部
３２４ 情報通信処理部
３２５ ランク設定部
３２６ ランク更新部
４００ 車両管理ＤＢ

Claims (15)

  1. 電波を放射することにより無線通信エリアを形成するアンテナと、
    前記無線通信エリアに進入した車両に搭載される車載器との間で前記アンテナを通じて無線通信を行う無線通信部と、
    前記無線通信エリアに前記車両が進入したとき、前記車載器から前記車両の識別情報を受信し、当該識別情報に関連づけられたランクに応じて、前記無線通信部の通信条件を設定する通信条件設定部と、
    前記通信条件設定部によって設定された前記通信条件で、当該車載器に対して前記車両の認証処理を実行する情報通信処理部と
    を備える、
    路側機。
  2. 前記ランクの高さは、高いほど前記車載器が安定して無線通信を行われることを示し、
    前記通信条件設定部は、前記ランクが高いほど、前記通信条件を制限して設定する、
    請求項１に記載の路側機。
  3. 前記通信条件は前記アンテナから放射される電波の強度を含み、
    前記通信条件設定部は、前記ランクが高いほど、前記電波の強度を小さく設定する、
    請求項２に記載の路側機。
  4. 前記通信条件は、前記識別情報に関連づけられた前記ランクの特定後における前記識別情報の受信回数を含み、
    前記通信条件設定部は、前記ランクが高いほど、前記識別情報の受信回数を大きく設定する、
    請求項２又は３に記載の路側機。
  5. 前記通信条件はリリースタイマの長さを含み、
    前記通信条件設定部は、前記ランクが高いほど、前記リリースタイマの時間を長く設定する、
    請求項２乃至４の何れかに記載の路側機。
  6. 前記無線通信部は、前記車載器から前記車両の位置情報を受信し、
    前記無線通信部によって受信された前記位置情報から、前記車両の前記識別情報が前記認証処理の対象であるか否かを判定する判定部をさらに備え、
    前記情報通信処理部は、前記判定部によって前記識別情報が前記認証処理の対象であると判定された場合に、前記認証処理を実行する、
    請求項１乃至５の何れかに記載の路側機。
  7. 前記無線通信部によって前記車載器から前記識別情報及び前記車両の位置情報が受信された場合に、前記識別情報に対して設定された複数のランクのうちの一のランクを前記位置情報から特定するランク特定部をさらに備える、
    請求項１乃至６の何れかに記載の路側機。
  8. 前記無線通信部が前記識別情報を受信したときの通信状況から、前記識別情報毎にランクを設定するランク設定部をさらに備える、
    請求項１乃至７の何れかに記載の路側機。
  9. 前記ランク設定部は、前記無線通信エリア内の複数の位置のそれぞれにおいて前記車載器によって送信された前記識別情報の前記無線通信部における通信状況から、前記ランクを設定する、
    請求項８に記載の路側機。
  10. 前記通信状況は、一定期間内に前記識別情報を受信した回数である、
    請求項８又は９に記載の路側機。
  11. 前記通信状況は、前記識別情報を受信したときの電波強度である、
    請求項８又は９に記載の路側機。
  12. 前記識別情報のそれぞれについて、前記無線通信部による過去の通信状況から、前記ランクを更新するランク更新部をさらに備える、
    請求項８乃至１１の何れかに記載の路側機。
  13. 請求項１乃至１２の何れかに記載の路側機と、
    前記路側機との無線通信が可能な車載器と
    を備える、
    通信システム。
  14. 路側に設けられた路側機によって形成される無線通信エリアに車両が進入したときに、前記車両に搭載される車載器から前記路側機が前記車載器の識別情報を受信し、
    前記路側機が、受信された前記識別情報に関連づけられたランクに応じて、前記路側機の通信条件を設定し、
    前記路側機が、設定された前記通信条件で、前記車載器に対して前記車両の認証処理を実行する、
    通信方法。
  15. 路側に設けられた路側機によって形成される無線通信エリアに車両が進入したときに、前記車両に搭載される車載器から前記車載器の識別情報を受信し、
    受信された前記識別情報に関連づけられたランクに応じて、前記路側機の通信条件を設定し、
    設定された前記通信条件で、前記車載器に対して前記車両の認証処理を実行する、
    処理を演算処理装置に実行させる、プログラム。
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