JPH0829527A - 移動体識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンテナの送信可能な通信エリアとＩＵから
の応答信号の受信可能な通信エリアとを同じ範囲として
複数のアンテナを設ける場合でも境界部で通信不能領域
が発生するのを防止する。 【構成】 自動車に搭載するＩＵ２３は、アンテナ３９
でパイロット信号を受信すると、続いて受信する無変調
搬送電波を応答信号で変調して送信するので、応答信号
の出力は低下する。アンテナユニット２５ａは、発振器
３２の所定周波数の信号を変調回路３１により変調して
アンテナ３０から送信し、その後無変調搬送電波を送信
する。パイロット信号の送信時には、出力レベルをＬ１
に低下させる。他の信号の送信時にはＬ２の出力レベル
に戻す。質問信号に対するＩＵ２３の応答信号の出力レ
ベル低下を防止して双方間の通信エリアを同等とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信エリア内に存在す
る移動体に付された応答ユニットに対してアンテナユニ
ットから質問信号を送信すると共に、その応答ユニット
からの応答信号を受信することによりその応答ユニット
を識別するようにした移動体識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の移動体識別装置としては、例え
ば、有料道路等における料金徴収システムに利用された
ものがある。これは、図１１に示すように、有料道路１
を通行する自動車２にあらかじめ応答ユニットとしての
車載器（Invehicle Unit，以下ＩＵと略称する）３をフ
ロントガラスの上部近傍に配設するようにし、有料道路
１の所定箇所にはその自動車２のＩＵ３と通信するため
のアンテナ４を設けたゲート５を設置する構成としてい
る。

【０００３】そして、図示しない制御装置によりアンテ
ナ４から通信エリアＳｄにパイロット信号を所定周期で
繰り返し送信し、通信エリアＳｄ内を通過する自動車２
のＩＵ３から送信されるパイロット信号に対応した応答
信号を受信すると、以後、制御装置によりアンテナ４か
ら料金徴収処理をするための読出し信号や書込み信号等
の質問信号を送信し、これに対する応答信号を受信する
ようにしている。

【０００４】この場合、ＩＵ３は、生成した応答信号を
自らの電波信号として出力するのではなく、アンテナ４
側からパイロット信号あるいは質問信号を送信した後に
無変調の搬送電波を送信し、ＩＵ３においては、受信し
た搬送電波を応答信号で変調して反射することによりア
ンテナ４側に応答するようにしている。つまり、ＩＵ３
側においては、電波を出力するための発振回路や電源等
が不要となり、簡単且つ小形で安価なＩＵ３を形成する
ことができるものである。

【０００５】また、応答信号を受信したアンテナ４側に
おいては、制御装置に入力される受信信号に基づいて、
識別コードや道路の使用に応じた料金徴収データあるい
は残金データの処理を行うようになっている。これによ
り、有料道路１の利用者に対して、インターチェンジな
どにおいてその都度自動車２を停車して料金徴収処理の
ためのカードや金銭の授受を行う必要がなくなり、有料
道路で発生しやすい料金所における渋滞を解消すると共
に、金銭やカードの授受等の煩わしい取扱い作業をなく
すことができ、また、料金所の従業員にとっては、自動
車から発せられる排気ガスによる健康上の害を受けるこ
とがなくなるという利点もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な構成のものでは、ＩＵ３の消費電力を低減させるため
に、アンテナ４から送信される無変調の搬送電波を応答
信号により変調することでアンテナ４に電波信号を送信
しているので、実際には、パイロット信号や質問信号が
到達可能な通信エリアＳｄ（ダウンリンクエリア）に対
して、ＩＵ３からの応答の電波信号が到達可能な応答通
信エリアＳｕ（アップリンクエリア）は、通信エリアＳ
ｄよりも小さい範囲となる。

【０００７】つまり、図１１に示す状態において、応答
通信エリアＳｕ内に存在している自動車２のＩＵ３は、
パイロット信号に応じて出力する応答信号の電波信号を
アンテナ４に到達させることができるが、図中破線で示
す自動２ａ車のＩＵ３ａは、通信エリアＳｄ内には存在
するが応答通信エリアＳｕ内から外れた領域に位置して
おり、この場合には、受信したパイロット信号に応じて
送信する応答信号の電波信号がアンテナ４に到達しない
ことになる。したがって、実質的に通信可能な領域はア
ップリンクエリアである通信エリアＳｕとなるのであ
る。

【０００８】このことは、例えば、図１２に示すよう
に、複数のアンテナ６，７を用いて広い範囲で通信可能
となるように構成した場合に、次のような不具合が発生
する。すなわち、隣接して設けられるアンテナ６，７は
それぞれアップリンクエリアとなる通信エリアＳｕ１，
Ｓｕ２を図示のように設定している。この場合、通信エ
リアＳｕ１およびＳｕ２は、隣接する部分で一部重複す
る領域Ｓｕｐが発生するように設定されている。これ
は、通信エリアＳｕ１とＳｕ２との境界部分を通過する
自動車のＩＵと通信ができなくなるのを防止するためで
ある。

【０００９】そして、アンテナ６および７は互いに異な
る周波数の電波信号を異なるタイミングで出力するよう
に構成されており、これによって、上述の境界部分であ
る通信エリアＳｕｐを通過する自動車がある場合でも、
例えばアンテナ６から先にパイロット信号を受けたとす
ると、ＩＵ３はその応答信号を生成してそのアンテナ６
から受ける無変調の搬送電波を変調して送信するので、
このとき、アンテナ７からパイロット信号を受けてもこ
れに応ずることなくアンテナ６との通信が確実に行える
ようになる。

【００１０】しかしながら、前述のように、ＩＵ３によ
る応答信号が送信可能な通信エリアＳｕ１及びＳｕ２を
設定するためには、図１２にも示しているように、ダウ
ンリンクエリアとしては図中に破線で示すような広い範
囲Ｓｄ１，Ｓｄ２を設定することになる。そこで、例え
ば、図示のように２台の自動車２ｂ，２ｃがアンテナ６
の通信エリアＳｕ１内に存在する場合に、自動車２ｃの
ＩＵ３ｃがアンテナ７により設定する通信エリアＳｕ２
の領域からは外れているがダウンリンクエリアＳｄ２に
は入っている場合には、アンテナ７から先にパイロット
信号を受けた場合に、その応答信号を出力してもアンテ
ナ７には到達せず、アンテナ６には到達することにな
る。一方、アンテナ６の通信エリアＳｕ１内には他の自
動車２ｂが存在しており、そのＩＵ３ｂがアンテナ６か
ら受けるパイロット信号に対して応答信号を出力すると
きにＩＵ３ｃの応答信号と干渉して通信が正しく行えな
くなるという不具合がある。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、アンテナからの通信信号の通信エリア
と移動体に付された応答ユニットによる応答信号の通信
エリアとを同じ範囲とすることができ、これによって複
数の隣接するアンテナを設ける場合でも境界部分におい
て通信が不能となる領域が発生するのを防止することが
できるようにした移動体識別装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の移動体識別装置
は、移動体に設けられ、通信信号を受信するとその通信
信号に続けて受信する無変調の搬送電波を応答信号で変
調して送信するようにした応答ユニットと、前記移動体
の通過領域に対応して設けられたアンテナを通じて前記
通信信号を送信すると共にこれに続けて無変調の搬送電
波を送信し、前記応答ユニットからの前記応答信号を前
記アンテナを介して受信するとその受信信号に基づいて
前記移動体を識別する制御手段と、前記アンテナにおけ
る前記通信信号の送信エリアと前記応答ユニットからの
前記応答信号の受信エリアとがほぼ一致するように、前
記制御手段から前記通信信号の期間中は前記アンテナの
出力を所定レベル低下させる通信領域設定手段とを設け
て構成したところに特徴を有する。

【００１３】また、本発明の移動体識別装置は、移動体
に設けられ、呼出信号を受信するとその呼出信号に続け
て受信する無変調の搬送電波を呼出応答信号で変調して
送信すると共に、その後質問信号を受信するとその質問
信号に続けて受信する無変調の搬送電波を質問応答信号
で変調して送信する応答ユニットと、前記移動体の通過
領域に対応して設けられたアンテナを通じて前記呼出信
号を送信すると共にこれに続けて無変調の搬送電波を送
信し、前記応答ユニットからの呼出応答信号を受信した
ときには続けて質問信号を送信すると共にこれに続けて
無変調の搬送電波を送信し、前記応答ユニットからの質
問応答信号を前記アンテナを介して受信するとその質問
応答信号に基づいて前記移動体を識別する制御手段と、
前記アンテナにおける前記呼出信号の送信エリアと前記
応答ユニットからの前記応答信号の受信エリアとがほぼ
一致するように、前記制御手段から前記呼出信号の期間
中は前記アンテナの出力を所定レベル低下させる通信領
域設定手段とを設けて構成したところに特徴を有する。

【００１４】そして、上記各構成において、前記アンテ
ナを、前記応答ユニットの受信可能な所定周波数領域内
で割り当てた異なる周波数の電波信号のそれぞれで送信
および受信を行うように複数個設けると共に、前記制御
手段を、前記複数のアンテナのうち前記送信エリアが互
いに重なるものに対する信号の出力タイミングを異なる
ように制御する構成とすることもできる。

【００１５】

【作用および発明の効果】請求項１記載の移動体識別装
置によれば、応答ユニットは、移動体の移動に伴って送
信エリア内に入ると、通信信号を受信したときに応答信
号を生成してその応答信号により無変調の搬送電波を変
調することにより送信するようになる。このとき、応答
信号のレベルはアンテナから送信される無変調の搬送電
波を利用していることからその搬送電波のレベルよりも
低いレベルになる。これに対応して、通信領域設定手段
は、制御手段がアンテナを通じて通信信号を送信すると
きには、アンテナによる出力を所定レベルだけ低下させ
て送信エリアが狭くなるように設定し、制御手段がアン
テナを通じて無変調の搬送電波を送信するときには、ア
ンテナによる出力を所定レベルに戻してそのとき応答ユ
ニットからの応答信号が送信される場合にその応答信号
を受信可能な受信エリアが上記した送信エリアとほぼ一
致するように制御する。

【００１６】これにより、アンテナ側では、送信エリア
内において応答ユニットが通信信号を受信した場合に
は、その送信エリアとほぼ一致する領域に設定された受
信エリア内から応答信号を受けることができ、通信エラ
ーの発生を防止して確実に応答ユニットとの通信が行え
るようになる。

【００１７】請求項２記載の移動体識別装置によれば、
応答ユニットは、移動体の移動に伴って送信エリア内に
入ると、呼出信号を受信したときに呼出応答信号を生成
してその呼出応答信号により無変調の搬送電波を変調す
ることにより送信するようになる。このとき、呼出応答
信号のレベルはアンテナから送信される無変調の搬送電
波を利用していることからその搬送電波のレベルよりも
低いレベルになる。これに対応して、通信領域設定手段
は、制御手段がアンテナを通じて通信信号を送信すると
きには、アンテナによる出力を所定レベルだけ低下させ
て送信エリアが狭くなるように設定し、制御手段がアン
テナを通じて無変調の搬送電波を送信するときには、ア
ンテナによる出力を所定レベルに戻してそのとき応答ユ
ニットからの応答信号が送信される場合にその応答信号
を受信可能な受信エリアが上記した送信エリアとほぼ一
致するように制御する。

【００１８】そして、制御手段は、アンテナを通じて呼
出応答信号を受信すると、質問信号を生成して送信する
と共にこれに続けて無変調の搬送電波を送信するように
なり、応答ユニットは、質問信号を受信するとその質問
信号に応じた質問応答信号を生成し、質問信号に続けて
受信する無変調の搬送電波を質問応答信号で変調して送
信するようになる。これにより、アンテナ側では所定の
通信が終了すると再び呼出信号を出力するようになる。

【００１９】この結果、アンテナ側においては、送信エ
リア内において応答ユニットが呼出信号を受信した場合
には、その送信エリアとほぼ一致する領域に設定された
受信エリア内から呼出応答信号を受けることができ、通
信エラーの発生を防止して確実に応答ユニットとの通信
が行え、また、質問信号を送信したときにその通信エリ
ア内に呼出信号を受信していない他の応答ユニットが存
在する場合でも、呼出信号を受信した応答ユニットのみ
に対して質問信号を送信してその応答信号を受信するこ
とができるようになり、その通信処理が終了した後に他
の応答ユニットに対して呼出信号を出力して通信処理を
実施することができるようになる。

【００２０】請求項３記載の移動体識別装置によれば、
複数のアンテナのうちの送信エリアが重なるものに対し
て制御手段により異なるタイミングで信号を出力させる
ので、その重なる通信エリアに移動体が存在する場合
に、いずれか一方のアンテナから出力される通信信号を
先に受けることになり、しかも、その通信エリアの両者
のアンテナから送信される通信信号および無変調の搬送
電波の周波数は異なる周波数に設定されているので、確
実に一方のアンテナと通信することができるようにな
る。これにより、複数のアンテナにより移動体が通過す
る領域として広い領域を未検出の領域を残すことなくカ
バーしながら確実に通信を行うことができるようにな
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を有料道路の料金徴収システム
に適用した場合の一実施例について図１ないし図１０を
参照しながら説明する。まず、全体構成の外観を示す図
２において、料金徴収処理を行うべき有料道路２０は、
複数例えば５本のレーン（車線）２１ａ〜２１ｅに分け
られている。移動体としての自動車２２は、車室内の例
えばフロントガラス中央上部近傍に応答ユニットである
車載器（In-vehicle Unit ；以下ＩＵと略称する）２３
をそれぞれ搭載した状態で走行するようにしている（図
１，図３参照）。

【００２２】有料道路２０には、図示のように、所定位
置にゲート２４が道路を跨ぐように配設されており、有
料道路２０の各レーン２１ａ〜２１ｅの各上方に位置し
て複数のアンテナユニットとして例えば５個のアンテナ
ユニット２５ａ〜２５ｅが配設されている。これら５個
のアンテナユニット２５ａ〜２５ｅのそれぞれは、通信
エリア２６ａ〜２６ｅを各レーン２１ａ〜２１ｅの路面
に向けて斜め下方に設定している。また、これらの通信
エリア２６ａ〜２６ｅは、図１に示すように、隣接する
もの同士が一部互いに重なるように設定されており、そ
の領域をそれぞれ重複通信エリア２７ａ〜２７ｄとして
いる（図３参照）。

【００２３】図３は全体の概略構成を模式的に示したも
ので、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅは、アンテナコ
ントローラ（以下コントローラと略称する）２８に接続
されている。コントローラ２８は、制御手段および通信
領域設定手段としての機能を兼ね備えたもので、これら
アンテナユニット２５ａ〜２５ｅの送受信の制御を行な
うと共に、ホストコンピュータ等の信号処理装置２９と
通信データの授受を行なうようになっている。

【００２４】図１は電気的構成を示すもので、まず、ア
ンテナユニット２５ａの構成について述べる。送受信用
のアンテナ３０は、例えば、プリント基板上に作られた
マイクロストリップラインによるパッチアンテナ等を用
いたもので、指向性の向上および遠距離通信対応のため
にそのパッチアンテナを複数個配列したアレーアンテナ
として構成されているものである。

【００２５】変調回路３１は、発振器３２から与えられ
る周波数ｆ１の発振出力を搬送電波としてこれに前記コ
ントローラ２８から与えられる質問信号で変調し、サー
キュレータ３３を介してアンテナ３０に出力するもので
ある。この場合、発振器３２は、所定周波数領域として
割当てられた例えば２．４５ＧＨｚ帯の準マイクロ波を
搬送電波として出力するために、その周波数帯域のうち
の周波数ｆ１で発振出力を発生する。なお、アンテナ３
０は、発振器３２により設定された周波数ｆ１の狭い範
囲の電波のみを選択的に受信するように構成されてい
る。

【００２６】復調等の信号処理を行なう受信回路３４は
混合器３５に接続されており、混合器３５には発振器３
３から搬送電波が与えられると共に、サーキュレータ３
３を介してアンテナ３０から応答信号に応じた電波信号
が与えられるようになっている。搬送電波と応答信号に
応じた電波信号とは混合器３５にて合成された後、受信
回路３４に与えられる。受信回路３４は、与えられた合
成信号を復調して応答信号を得ると共に、コントローラ
２８に出力するようになっている。

【００２７】アンテナユニット２４ｂ〜２５ｅにおいて
は、発振器３２の発振周波数が異なる点を除いてアンテ
ナユニット２５ａと同様の構成となっている。すなわ
ち、アンテナユニット２５ａにおける発振器３２の発振
周波数がｆ１に設定されているのに対して、図４に示す
ように、アンテナユニット２５ｂ〜２５ｅにおける各発
振器３２の発振周波数ｆ２〜ｆ５は、互いに重ならない
ような狭い帯域の周波数に設定されている。なお、これ
らの発振周波数ｆ１〜ｆ５は、前述の所定周波数帯域内
で割当てられたものであり、また、隣接するアンテナユ
ニット同士間では周波数がなるべく離れた値となるよう
に設定されている。

【００２８】次に、コントローラ２８において、コント
ロール回路３６は、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅの
各変調回路３１，受信回路３４および発振器３２に接続
されている。そして、コントローラ２８は、質問信号を
後述する所定タイミングで変調回路３１に出力し、受信
回路３４を介して応答信号を受付けると共に、後述する
パイロット信号の出力タイミングで発振器３２の出力レ
ベルを所定量だけ低下させるようになっている。また、
このコントロール回路３６は、インターフェース回路３
７を介して前述の信号処理装置２９に接続されている。
そして、電源回路３８は図示しない交流電源から給電さ
れると、所定の直流電圧に変換してコントロール回路３
６，インターフェース回路３７に給電すると共に、各ア
ンテナユニット３６ａ〜３６ｅに給電するようになって
いる。

【００２９】さて、応答ユニットとしてのＩＵ２３にお
いて、アンテナ３９は、プリント基板上に形成されたマ
イクロストリップアンテナであり、受信可能な周波数帯
域が図４の破線で示すような広い領域に設定されてい
る。すなわち、各アンテナユニット２５ａ〜２５ｅから
出力される質問信号の周波数ｆ１〜ｆ５の全てを受信可
能とするように設定されている。

【００３０】制御回路４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲ
ＡＭ等を含んで構成されるもので、予め記憶されたプロ
グラムに従ってパイロット信号あるいは質問信号を受け
るとこれに応じて識別コード等の各種データを応答信号
として出力するように構成されている。この制御回路４
０は、送信回路４１を介してアンテナ３９に接続される
と共に、受信回路４２を介してアンテナ３９に接続され
ている。

【００３１】なお、送信回路４１は応答信号に応じた変
調処理を行なってアンテナ３９が受ける無変調の搬送電
波を変調して送信させる。受信回路４２はアンテナ３９
により受信した電波を復調して質問信号として制御回路
４０に与える。また、制御回路４０には書込みおよび読
出し可能な不揮発性メモリとしてのデータメモリ４３が
接続されている。バッテリ４４は、ＩＵ２３ａ内の各回
路に給電するようになっている。

【００３２】次に本実施例の作用について図５ないし図
１０をも参照して説明する。まず、コントローラ２８の
コントロール回路３６は、図５に示すタイミングで各ア
ンテナユニット２５ａ〜２５ｅに通信信号（この場合、
通信信号は、後述するパイロット信号としてのパイロッ
ト信号および質問信号を含めたものである。）を出力し
ている。コントロール回路２８は、奇数番目のアンテナ
ユニット２５ａ，２５ｃおよび２５ｅに対しては同じタ
イミングで周期Ｔ１で通信信号を繰り返し出力し、偶数
番目のアンテナユニット２５ｂおよび２５ｄに対しては
それらと時間Ｔ２（例えばＴ１／２の時間）だけ遅れた
タイミングで通信信号を周期Ｔ１で繰り返し出力してい
る。

【００３３】各アンテナユニット２５ａ〜２５ｅにおい
ては、変調回路３１により、発振器３２から与えられて
いる搬送電波をコントローラ２８から与えられた通信信
号で変調し、マイクロ波の信号としてアンテナ３０から
各通信エリア２５ａ〜２５ｅに向けて出力する。

【００３４】この場合、通信信号としては、パイロット
信号Ｓｐおよび質問信号Ｓｋの２種類有り、それぞれ繰
り返し出力周期Ｔ１のうちの時間ｔａの出力期間中に送
信するように設定されており、残りの時間ｔｂ（ｔａ＋
ｔｂ＝Ｔ１）が応答信号の受信期間として設定されてい
る。そして、パイロット信号Ｓｐおよび質問信号Ｓｋの
出力期間ｔａは、互いに隣接する位置関係にある例えば
アンテナユニット２５ａ，２５ｂ間で重複しないように
設定されている。

【００３５】また、各アンテナユニット２５ａ〜２５ｅ
は、コントローラ２８から通信信号が与えられていない
期間ｔｂ（＝Ｔ１−ｔａ）の間は、変調回路３１にて変
調が行なわれない状態であるが、発振器３２からの搬送
電波は無変調のままアンテナ３０から各通信エリア２６
ａ〜２６ｅに出力されるようになっている。つまり、各
アンテナユニット２５ａ〜２５ｅのそれぞれは、常に電
波を出力している状態であり、そのうち繰り返し周期Ｔ
１のうちの時間ｔａの期間だけパイロット信号Ｓｐ，質
問信号Ｓｋの電波を出力しているのである。

【００３６】そして、各アンテナユニット２５ａ〜２５
ｅのアンテナ３０から出力される電波の出力レベルは、
上述したパイロット信号Ｓｐが出力レベルＬ１であるの
に対して、質問信号Ｓｋおよび無変調の搬送電波が出力
レベルＬ１よりも所定レベルだけ高い出力レベルＬ２に
設定されるようになっている。このような信号の授受の
制御は、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅにおいては、
図６に示す通信プログラムにより実行され、ＩＵ２３に
おいては図７に示す通信プログラムにより実行されるよ
うになっている。

【００３７】すなわち、アンテナユニット２５ａ〜２５
ｅは、それぞれ図６に示す通信プログラムを実行開始す
ると、所定の初期設定動作を実行した後（ステップＳ
１）、アンテナ３０に対する出力レベルをＬ１に設定し
（ステップＳ２）、この後、パイロット信号Ｓｐを送信
する。これに続いて、アンテナ３０の出力レベルをＬ２
（Ｌ２＞Ｌ１）に設定する（ステップＳ３）と共に、無
変調の搬送電波を出力して（ステップＳ４）所定周期で
ある時間Ｔ１の期間が経過するまでパイロット応答信号
Ａｐが受信されるのを待機する。

【００３８】そして、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅ
は、周期Ｔ１が経過してもパイロット応答信号Ａｐを受
信しないときにはステップＳ６で「ＮＯ」と判断して再
びステップＳ２に戻って以下ステップＳ２〜Ｓ６を繰り
返し実行し、パイロット応答信号Ａｐを受信したとき、
つまり、通信エリア２６ａ〜２６ｅ内にＩＵ２３が存在
するときにはには「ＹＥＳ」と判断してステップＳ７に
移行する。すると、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅ
は、料金徴収のためのデータ等をＩＵ２３から読出すた
めの質問信号Ｓｋを送信し（ステップＳ７）、続いて無
変調の搬送電波を送信して（ステップＳ８）ＩＵ２３か
らの質問応答信号Ａｋを受信するのを待機し、これを受
信するとその受信処理を実行するようになる（ステップ
Ｓ９）。

【００３９】続いて、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅ
は、例えば、ＩＵ２３に書き込むべきデータ等を含んだ
質問信号Ｓｋをを送信する場合には、通信が終了してい
ないことからステップＳ１０で「ＮＯ」と判断してステ
ップＳ７に戻り、その質問信号Ｓｋを送信して（ステッ
プＳ７）以下ステップＳ８，Ｓ９を経て通信が終了する
とステップＳ１０で「ＹＥＳ」と判断して再びステップ
Ｓ２に戻って上述の内容を繰り返し実行するようにな
る。

【００４０】そして、上述のように、パイロット信号Ｓ
ｐの送信期間中のみアンテナ３０による出力レベルをＬ
１として、質問信号Ｓｋおよび無変調の搬送電波の送信
期間中のアンテナ３０の出力レベルをＬ２としているの
で、ＩＵ２３によるパイロット信号Ｓｐの受信可能な通
信エリア２６ａ〜２６ｅは、アンテナ３０によるＩＵ２
３から送信されるパイロット応答信号Ａｐおよび質問応
答信号Ａｋを受信可能な通信エリアとほぼ一致した領域
となる。

【００４１】一方、ＩＵ２３においては、図７に示す通
信プログラムを実行開始すると、ステップＴ１にて所定
の初期設定処理を実行した後、パイロット信号Ｓｐを受
信するのを待機する状態となっており（ステップＴ
２）、通信エリア２６ａ〜２６ｅのいずれかに侵入して
アンテナユニット２５ａ〜２５ｅ側からパイロット信号
Ｓｐをアンテナ３９により受信すると、受信回路４２に
より通信信号に復調されて制御回路４０に入力され、こ
れによって「ＹＥＳ」と判断してステップＴ３に移行す
るようになる。ＩＵ２３は、続けてアンテナ３９に受信
する無変調の搬送電波に対して、送信回路４１を介して
出力するパイロット応答信号Ａｐにより変調して送信し
（ステップＴ３）、この後、所定時間が経過するまでの
間ステップＴ４，Ｔ５を繰り返し実行しながら質問信号
Ｓｋを受信するのを待機するようになる。

【００４２】そして、ＩＵ２３は、質問信号Ｓｋをアン
テナユニット２５ａ〜２５ｅのいずれかから受信する
と、その質問信号Ｓｋの内容に応じた受信処理として、
料金徴収のための送信データの作成あるいは書き込みの
処理のために、記憶すべきデータがある場合には、制御
回路４０により書込み処理を実行してデータメモリ４３
にデータを書込み、読出すべきデータがある場合には読
み出し処理を実行してデータメモリ４３からデータを読
み出すといった処理をを実行し（ステップＴ６）、この
後、質問応答信号Ａｋを作成して無変調の搬送電波を質
問応答信号Ａｋにより変調して送信する（ステップＴ
７）。ＩＵ２３は、受信した質問信号Ｓｋに通信終了の
信号が含まれている場合には、続くステップＴ８で「Ｎ
Ｏ」と判断してステップＴ４に戻って質問信号Ｓｋを待
機し、通信終了の信号が含まれている場合には「ＹＥ
Ｓ」と判断して通信終了処理を実施し（ステップＴ
９）、この後ステップＴ２に戻るようになる。

【００４３】なお、ＩＵ２３は、ステップＴ４，Ｔ５を
繰り返し実行して待機している期間中に質問信号Ｓｋを
受信しない場合には、ステップＴ５で「ＹＥＳ」と判断
して、通信にエラーが発生していることを内部処理した
上で（ステップＴ１０）、再びステップＴ２に戻ってパ
イロット信号Ｓｐの受信待機状態となる。これは、装置
の故障等により不具合であるが、次にゲートを通過する
際に受信可能な状態となるように設定するためである。

【００４４】さて、このようにパイロット信号Ｓｐが各
通信エリア２５ａ〜２５ｅに出力されている状態で、図
３に示すように、２台の自動車２２ａ，２２ｂが有料道
路２０のレーン２１ａ，２１ｂをそれぞれ走行するうち
にゲート２４に近付いた場合に、ＩＵ２３ａ，２３ｂの
それぞれが通信エリア２６ａ，２６ｂに侵入すると、Ｉ
Ｕ２３ｂはアンテナユニット２５ｂからパイロット信号
Ｓｐを受信してパイロット応答信号Ａｐを送信すると共
に質問信号Ｓｋに応じて質問応答信号Ａｋを授受するよ
うになり、これよりも少し遅れて通信エリア２６ａに侵
入したＩＵ２３ａはアンテナユニット２５ａから受信す
るパイロット信号Ｓｐに応じて同様な通信処理を行うよ
うになる。

【００４５】これにより、それぞれの自動車２２ａ，２
２ｂがゲート２４部分を通過する際に、自動的にＩＵ２
３ａ，２３ｂと通信を行って料金徴収の処理が行われる
ようになる。また、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅ側
から送信されるパイロット信号Ｓｐの受信可能な通信エ
リア２６ａ〜２６ｅがＩＵ２３ａ，２３ｂによりパイロ
ット応答信号Ａｐを送信可能な通信エリアとほぼ一致す
るので、確実に通信することができるようになる。

【００４６】次に、３台の自動車２２ｃ〜２２ｅが例え
ば通信エリア２６ａに同時に接近した場合について図９
および図１０を参照して説明する。図９は、自動車２２
ｃが最初に通信エリア２６ａに侵入し、続いて自動車２
２ｄが通信エリア２６ａに侵入しようとしている状態を
示すと共に、自動車２２ｅは通信エリア２６ａの側方を
通過するときにアンテナユニット２５ａのパイロット信
号Ｓｐ以外の信号が受信可能な領域つまりダウンリンク
エリア２６ａｄを横切って通過する状態を示している。

【００４７】この場合には、図１０に示すように、最初
に通信エリア２６ａに侵入する自動車２２ｃのＩＵ２３
ｃがアンテナユニット２５ａからのパイロット信号Ｓｐ
を受信し、ＩＵ２３ｃがこれに応答して通信を開始す
る。このＩＵ２３ｃによる通信中に自動車２２ｄが通信
エリア２６ａに侵入するようになるが、このときアンテ
ナユニット２５ａはＩＵ２３ｃと通信しているため、質
問信号Ｓｋを出力している状態であるので、ＩＵ２３ｄ
はその質問信号Ｓｋを受信しても通信動作を開始するこ
とはなく、無視した状態となる。

【００４８】この後、ＩＵ２３ｃとアンテナユニット２
５ａとの通信が終了してアンテナユニット２５ａから再
びパイロット信号Ｓｐが出力されるようになると、今度
はＩＵ２３ｄがこれを受信して通信を開始する。なお、
このとき、ＩＵ２３ｃは、すでに通信が終了しているの
で、通信エリア２６ａ内に存在している場合でも、その
後パイロット信号Ｓｐを受信してもこれを無視するよう
になっている。したがって、ＩＵ２３ｄのみがアンテナ
ユニット２５ａと通信を行うようになる。

【００４９】また、ダウンリンクエリア２６ａｄを通過
する自動車２２ｅのＩＵ２３ｅは、パイロット信号Ｓｐ
の受信可能な通信エリア２６ａからはずれた位置を通過
するので、パイロット信号Ｓｐを受信することはなく、
したがって質問信号Ｓｋを受けても通信は行わない状態
でそのまま通過する。なお、実際には自動車２２ｅは図
３に示しているように、アンテナユニット２５ｂの通信
エリア２６ｂを通過することになるので、ＩＵ２３ｅ
は、アンテナユニット２５ｂから受信するパイロット信
号Ｓｐに応じて通信を実行することができるようにな
る。

【００５０】なお、自動車２２のＩＵ２３が、例えばア
ンテナユニット２５ａおよび２５ｂの各通信エリア２６
ａおよび２６ｂの重複通信エリア２７ａを通過する場合
には、ＩＵ２３が重複通信エリア２７ｃに侵入すると、
アンテナユニット２５ａおよび２５ｂのそれぞれは、前
述したようにパイロット信号Ｓｐの出力タイミングがＴ
２だけずれているので、ＩＵ２３は、アンテナユニット
２５ｃ，２５ｄのいずれか一方から先にパイロット信号
Ｓｐを受信するようになり、ＩＵ２３は、その受信した
側のアンテナユニット２５ａまたは２５ｂと通信を実行
することができる。

【００５１】また、この場合に、アンテナユニット２５
ａおよび２５ｂが通信可能な時間を分割していないの
で、通常の時分割による通信と異なり通信時間が制限さ
れることがなくなるので、自動車２２が例えば高速走行
している場合でも、通信時間が確保されるようになり、
アンテナユニット２５ｃあるいは２５ｄと確実に通信で
きて識別されるようになる。

【００５２】このような本実施例によれば、次のような
効果を得ることができる。すなわち、第１に、アンテナ
ユニット２５ａ〜２５ｅから信号を送信するときには、
パイロット信号Ｓｐの送信時のみその出力レベルをＬ１
として他の信号の出力レベルＬ２よりも所定レベルだけ
低下させ、これによって、通信エリア２６ａ〜２６ｅ内
でパイロット信号Ｓｐを受信したＩＵ２３はその後受信
する無変調の搬送電波を変調することにより確実にアン
テナユニット２５ａ〜２５ｅ側にパイロット応答信号Ａ
ｐを送信することができるようになる。また、アンテナ
ユニット２５ａ〜２５ｅから質問信号Ｓｋを送信すると
きには、出力レベルＬ２で行うので、ＩＵ２３により安
定した入力レベルで確実に受信することができるように
なる。

【００５３】また、ＩＵ２３とアンテナユニット２５ａ
〜２５ｅとの間の通信を、パイロット信号Ｓｐと質問信
号Ｓｋとにより分けて行い、ＩＵ２３は、パイロット信
号Ｓｐを受信した場合のみに次の質問信号Ｓｋを受信し
て質問応答信号Ａｋを送信する構成としているので、Ｉ
Ｕ２３が質問信号Ｓｋの受信をしている通信エリア内に
他のＩＵ２３が侵入してもその通信が終了してからパイ
ロット信号Ｓｐを受信するようになり、２つのＩＵ２３
が競合することがなく通信を行うことができるようにな
る。

【００５４】そして、５個のアンテナユニット２５ａ〜
２５ｅを隣接するもの同士の通信エリア２６ａ〜２６ｅ
が重なるように設定した場合でも、各アンテナユニット
２５ａ〜２５ｅの発振器３２の発振周波数をｆ１〜ｆ５
のように狭い周波数領域に割り当てると共に、コントロ
ーラ２８により、アンテナユニット２５ａ〜２５ｅの重
複通信エリア２７ａ〜２７ｄを構成しているもの同士の
パイロット信号Ｓｐ，質問信号Ｓｋの出力タイミングを
時間Ｔ２だけずらすように制御しているので、各アンテ
ナユニット２５ａ〜２５ｅは、通過する自動車２２のＩ
Ｕ２３と混信することなく、確実且つ迅速に通信するこ
とができる。

【００５５】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形また拡張できる。アンテナ
ユニット２５ａ〜２５ｅによる無変調の搬送電波の送信
は、変調回路３１によりパイロット信号Ｓｐあるいは質
問信号Ｓｋを送信しないときに発振器３２による出力を
自動的に常時出力する構成としても良い。

【００５６】ＩＵ２３のデータメモリ４３は、ＩＵ２３
に一体に組み込むもの以外に、メモリカードやプリペイ
ドカードなどを着脱可能に設ける構成としても良い。

【００５７】通信信号をパイロット信号Ｓｐと質問信号
Ｓｋに分けずに、１回の質問信号で通信を終了する構成
としても良い。

【００５８】３個以上の通信エリアが重なるように設定
する場合には、その各アンテナユニットのパイロット信
号Ｓｐ，質問信号Ｓｋの出力タイミングを異なるように
設定すれば混信を防止して確実に通信を行なうことがで
きる。

【００５９】通信エリアが重複しないアンテナユニット
については、周波数を同じに設定しても良い。

【００６０】有料道路の料金徴収システム以外に、例え
ば、工場内などで品物の運搬を行う無人搬送車の運行制
御システムや、工場内のラインを流れる製品に付して工
程管理を行なうシステムに適用したり、あるいは室内へ
の人の入退室等の管理を行なうシステムに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図

【図２】配置状態で示す全体の外観斜視図

【図３】全体の概略構成図

【図４】アンテナ及びＩＵの周波数特性図

【図５】質問信号出力のタイミングチャート

【図６】アンテナ側の制御プログラム

【図７】ＩＵの制御プログラム

【図８】アンテナとＩＵとの間の通信状態を示すタイム
チャート

【図９】通信エリアに２台の自動車が侵入する場合の状
態説明図

【図１０】通信エリアに２台の自動車が侵入する場合の
図８相当図

【図１１】従来例を示す通信エリアの説明図

【図１２】通信不能状態が発生する場合の状態説明図

【符号の説明】

２０は有料道路、２２は自動車（移動体）、２３は車載
器（ＩＵ，応答ユニット）、２５ａ〜２５ｅはアンテナ
ユニット、２６ａ〜２６ｅは通信エリア、２７ａ〜２７
ｄは重複通信エリア、２８はアンテナコントローラ（制
御手段、通信領域設定手段）、２９は信号処理装置、３
０はアンテナ、３１は変調回路、３２は発振器、３３は
サーキュレータ、３４は受信回路、３６はコントロール
回路、３９はアンテナ、４０は制御回路、４１は送信回
路、４２は受信回路、４３はデータメモリである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に設けられ、通信信号を受信する
   とその通信信号に続けて受信する無変調の搬送電波を応
   答信号で変調して送信するようにした応答ユニットと、 前記移動体の通過領域に対応して設けられたアンテナを
   通じて前記通信信号を送信すると共にこれに続けて無変
   調の搬送電波を送信し、前記応答ユニットからの前記応
   答信号を前記アンテナを介して受信するとその受信信号
   に基づいて前記移動体を識別する制御手段と、 前記アンテナにおける前記通信信号の送信エリアと前記
   応答ユニットからの前記応答信号の受信エリアとがほぼ
   一致するように、前記制御手段から前記通信信号の期間
   中は前記アンテナの出力を所定レベル低下させる通信領
   域設定手段とを具備したことを特徴とする移動体識別装
   置。
2. 【請求項２】 移動体に設けられ、呼出信号を受信する
   とその呼出信号に続けて受信する無変調の搬送電波を呼
   出応答信号で変調して送信すると共に、その後質問信号
   を受信するとその質問信号に続けて受信する無変調の搬
   送電波を質問応答信号で変調して送信する応答ユニット
   と、 前記移動体の通過領域に対応して設けられたアンテナを
   通じて前記呼出信号を送信すると共にこれに続けて無変
   調の搬送電波を送信し、前記応答ユニットからの呼出応
   答信号を受信したときには続けて質問信号を送信すると
   共にこれに続けて無変調の搬送電波を送信し、前記応答
   ユニットからの質問応答信号を前記アンテナを介して受
   信するとその質問応答信号に基づいて前記移動体を識別
   する制御手段と、 前記アンテナにおける前記呼出信号の送信エリアと前記
   応答ユニットからの前記応答信号の受信エリアとがほぼ
   一致するように、前記制御手段から前記呼出信号の期間
   中は前記アンテナの出力を所定レベル低下させる通信領
   域設定手段とを具備したことを特徴とする移動体識別装
   置。
3. 【請求項３】 前記アンテナは、前記応答ユニットの受
   信可能な所定周波数領域内で割り当てた異なる周波数の
   電波信号のそれぞれで送信および受信を行うように複数
   個設けられ、 前記制御手段は、前記複数のアンテナのうち前記送信エ
   リアが互いに重なるものに対する信号の出力タイミング
   を異なるように制御する構成とされていることを特徴と
   する請求項１または２記載の移動体識別装置。