JPH08307332A - 路車間通信方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不調アンテナを検出することにより、車載用
通信装置と路上機との間で確実に情報の授受をする。 【構成】 車載機からの入口情報及び経路情報に含まれ
る１つのゲート番号ｎ及びアンテナ番号、当該アンテナ
の通信確率Ｐ_nmをテーブルから読み取る（１００、１０
２）。１車両の通過の度に各アンテナに対する通信確率
は１／１００増減することを用いてゲートｎにおけるア
ンテナの通信確率を演算し、平均値が求まるると（１０
４〜１０８）、アンテナ毎の通信確率の基準値および許
容範囲を演算する（１１０〜１１６）。アンテナの通信
確率が許容範囲外のときはＮＧ判定、許容範囲内のとき
はＯＫ判定される（１１８〜１２２）。このゲートｎに
設置された全アンテナの処理及び全ゲートに対する処理
が終了するまで上記処理を繰り返し実行する（１２４、
１２６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、路車間通信方法及び装
置にかかり、特に、車両側に設置された車載用通信装置
と路側に設置された路上機との間で電波通信により情報
を授受する路車間通信方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有料施設では利用料金の収受があり、例
えば、有料道路を走行する車両は、その車種及び有料道
路における走行距離に応じて課金される。この有料施設
の利用料金の収受を自動的に行うものとして、有料道路
の入口ゲートや出口ゲートで料金を徴収することを自動
的に行うため、該当車両に対して情報を問い合わせるた
めの質問器として道路側に電波を送受信（交信）するた
めの通信エリアが設定された路上アンテナを有する通信
装置（以下、路上機という。）を配設し、この通信エリ
ア内で問い合わせのあった情報に対する返答をするため
の応答器として車載アンテナを有する通信装置（以下、
車載機という。）を車両に設置して、車載機と路上機と
の間で電波通信により情報を授受する路車間通信方法が
知られている。

【０００３】ところで、周知のように電波により交信す
るためのアンテナは通信エリアを有しており、ゲート内
におけるレーンを走行する車両の各々に対して、それぞ
れに対応する路上機と確実な情報の授受が必要とされ
る。このため、車載機と路上機とを１対１に対応させ、
車載機と路上機との間で情報を授受している。

【０００４】しかしながら、１つの通信エリア内におい
て、隣り合うレーンを走行する車両からの電波の受信が
少なくなるように交信電波の電波強度を小さくしたり、
１つのレーンに属する通信エリアを小さくしたりする必
要がある。

【０００５】しかしながら、電波強度を小さくしたり、
通信エリアを小さくしたりすると、限られた通信エリア
内で小さな電波強度による電波によって交信するため、
電波強度不足による情報の欠落が生じて、情報の授受の
確実性が低下する。また、アンテナが不調になったとき
にあっても、送受信不良が生じて、情報の授受の確実性
が低下する。

【０００６】この問題を解決するため、特開平６−２４
３３１６号公報には、マルチレーンのゲートにおいて、
各アンテナの通信エリアを重複設定し、車載機と路上機
との間で電波通信を行っている技術が開示されている。
この技術によれば、１つの車載機に対して複数の路上ア
ンテナが担当することになり、確実な交信が可能とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような路車間通信装置では、１つの車載機に対する路上
アンテナが複数担当することになるが、車載機において
路上アンテナの通信が不調であることを検出した場合
に、不調のアンテナがいずれの路上アンテナかを特定す
ることができない。

【０００８】本発明は、上記事実を考慮して、不調アン
テナを検出することにより、車載用通信装置と路上機と
の間で確実に情報の授受をすることができる路車間通信
方法及び装置を得ることが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、複数のゲート毎に複数の路
上アンテナを備えた路上機と、前記路上機と電波信号に
より情報を授受するために車両に搭載された車載用通信
装置との間で交信するための路車間通信方法であって、
前記車両が第１のゲートを通過する際に第１のゲートの
路上アンテナから送信される当該第１のゲートに関連す
るゲート情報を前記車両用通信装置で受信すると共に、
受信したゲート情報を第２のゲートにおいて送信し、複
数の前記車両用通信装置からのゲート情報を前記第２の
ゲートで受信すると共に、受信した第１のゲートに対応
するゲート情報の数が所定数に達した際に第１のゲート
の各アンテナ毎の通信確率を計算し、前記通信確率と予
め定めた基準値とを前記路上アンテナ毎に比較し、前記
通信確率と予め定めた基準値との差が所定値を越えた路
上アンテナを不調アンテナとして検出する。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、複数のゲ
ート毎に複数の路上アンテナを備えた路上機と、前記路
上機と電波信号により情報を授受するために車両に搭載
された車載用通信装置との間で交信する路車間通信装置
において、前記車両が第１のゲートを通過する際に受信
する第１のゲートの路上アンテナから送信される当該第
１のゲートに関連するゲート情報を記憶する記憶手段
と、記憶したゲート情報を第２のゲートにおいて送信す
る送信手段と、を備えた車両用通信装置と、複数の前記
車両用通信装置からのゲート情報を前記第２のゲートで
受信する路側受信手段と、受信した第１のゲートに対応
するゲート情報の数が所定数に達した際に第１のゲート
の各アンテナ毎の通信確率を計算する通信確率演算手段
と、前記通信確率と予め定めた基準値とを前記路上アン
テナ毎に比較する比較手段と、前記通信確率と予め定め
た基準値との差が所定値を越えた路上アンテナを不調ア
ンテナとして検出する検出手段と、を備えた路上機と、
を含んでいる。

【００１１】

【作用】請求項１に記載した発明の路車間通信方法によ
れば、車両が入口ゲートや途中経路等の第１のゲートを
通過する際に第１のゲートの路上アンテナから送信され
る当該第１のゲートに関連するゲート情報を車両用通信
装置で受信する。このゲート情報には、入口ゲートや途
中経路の位置を表す情報、予め定めたゲート番号、通過
年月日がある。これと共に、受信したゲート情報を出口
料金所等の第２のゲートにおいて送信する。これによっ
て、第２のゲートでは、第１のゲートを通過した車両が
受信したゲート情報をすべて受信することができる。第
２のゲートでは、複数の車両用通信装置からの第１のゲ
ートのゲート情報を受信する。これと共に、受信した第
１のゲートに対応するゲート情報の数が所定数に達した
際に第１のゲートの各路上アンテナ毎の通信確率を計算
する。すなわち、ゲート情報は車両用通信装置が第１の
ゲートの何かの路上アンテナを介して路上機と交信した
ことを含んでいるので、第２のゲートで受信したゲート
情報の数が所定数に達した際には、この所定数の車両が
交信した第１のゲートの路上アンテナ毎に交信したこと
の回数を得ることができる。また、第１のゲートを１車
両が通過するときには、第１のゲートの各路上アンテナ
に対して当該車両の車両用通信装置の交信する可能性を
表す確率がある。従って、ゲート情報の数が所定数に達
した際には前記確率と路上アンテナ毎の交信したことの
回数とから、所定数の車両が第１のゲートを通過したと
きの交信の可能性を表す通信確率を各路上アンテナ毎に
求めることができる。この交信について不調をきたす路
上アンテナが第１のゲートにあるときには、この不調の
路上アンテナからのゲート情報が不正確となり、求めた
通信確率が不調でない場合の基準となる通信確率と異な
る。一方、不調でない路上アンテナによっては基準とな
る通信確率に相当する。従って、不調アンテナが第１の
ゲートに存在した場合であっても、求めた通信確率が路
上アンテナの各々の状態を表すことになる。これによっ
て、求めた通信確率と予め定めた基準値とを路上アンテ
ナ毎に比較し、求めた通信確率と予め定めた基準値との
差が所定値を越えた路上アンテナを不調アンテナとして
検出することができる。

【００１２】上記路車間通信方法は、請求項２に記載の
発明の路車間通信装置によって実現できる。車両用通信
装置は、記憶手段を備え、この記憶手段に車両が第１の
ゲートを通過する際に受信する第１のゲートの路上アン
テナから送信される当該第１のゲートに関連するゲート
情報を記憶する。この記憶したゲート情報は第２のゲー
トにおいて送信手段によって送信される。路上機は、第
２のゲートに路側受信手段を備えており、複数の車両用
通信装置からのゲート情報を受信する。通信確率演算手
段は、受信した第１のゲートに対応するゲート情報の数
が所定数に達した際に第１のゲートの各アンテナ毎の通
信確率を計算する。この通信確率と予め定めた基準値と
を比較手段で路上アンテナ毎に比較し、求めた通信確率
と予め定めた基準値との差が所定値を越えた路上アンテ
ナを不調アンテナとして検出手段で検出する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の第１実施例
を詳細に説明する。本実施例は、車両に搭載された車載
機（詳細は後述）と、有料道路の入口ゲートや出口ゲー
ト等の地上側に設置された路上機との間で電波通信を行
うことによって、車両が走行した通行区間（経路）や車
種を判別し、入口ゲート及び出口ゲートにおいて車両が
停止することなく通行料金を自動的に収受する自動料金
収受装置に本発明を適用したものである。

【００１４】図１に示すように、車両９０に搭載される
車載機３０は、後述するように、料金残額情報等が格納
されたＩＣカード６２が着脱可能なＩＣカードリードラ
イト装置６０を備えている（図４参照）。この車載機３
０は、車両ナンバー等からなるＩＤコード及び車種情報
等の固定データを記憶した記憶回路を備えると共に、Ｉ
Ｃカードリードライト装置６０によって装着されたＩＣ
カード６２の料金残高情報を参照したり、ＩＣカード６
２に料金残額情報の書き込みを行う。

【００１５】一方、地上側設備としては、後述するよう
に、有料道路の入口ゲート１００、分岐点の直前又は直
後等の途中経路２００、サービスエリア内、及び出口ゲ
ート３００の各々に車載機３０と各種の情報を授受する
ための路上機が設置されている。

【００１６】入口ゲート１００には、フラットアンテナ
からなる入口アンテナ１１７と、入口アンテナ１１７と
接続された入口アンテナ制御装置１３２とからなる路上
機が設置されている。この入口アンテナ制御装置１３２
により入口アンテナ１１７を介して、有料道路の入口ゲ
ート情報を車両に搭載された車載機３０送信し、また車
載機３０からの信号を受信することができる。なお、入
口ゲート１００には、自動料金収受が行えないため手払
いによって通行料金を支払う車両のために、従来と同様
の通行券を発行する通行券発行装置１２３が設置されて
いる。

【００１７】途中経路２００には、フラットアンテナか
らなる経路把握アンテナ２１７と、経路把握アンテナ２
１７に接続された経路把握アンテナ制御装置２３２とか
らなる路上機が設置されている。この経路把握アンテナ
制御装置２３２により経路把握アンテナ２１７を介し
て、分岐点からどちらの経路を選択して走行したかを示
す情報や有料道路をどのような経路で走行したかを表す
経路通過情報（経路把握アンテナ制御装置の設置位置情
報等）等を車載機３０に対して送信する。

【００１８】出口ゲート３００には、電波による情報授
受の確実性を向上させるために、フラットアンテナから
なる予告アンテナ３１７と料金所アンテナ３４１との２
種類のアンテナが配設されている。この予告アンテナ３
１７には予告アンテナ制御装置３３１が接続され、料金
所アンテナ３４１には料金所アンテナ制御装置３３２が
接続されている。これらの予告アンテナ制御装置３３１
及び料金所アンテナ制御装置３３２は、ローカルコント
ローラ３８０に接続されている。これらの予告アンテナ
３１７、料金所アンテナ３４１、予告アンテナ制御装置
３３１及び料金所アンテナ制御装置、 及びローカルコン
トローラ３８０は、本発明が適用可能な出口ゲートの路
上機として作用するが、予告アンテナ３１７及び予告ア
ンテナ制御装置３３１は省略することもできる。

【００１９】また、出口ゲート３００には、画像処理等
によって車種を判別する車種検出システム３６０、料金
未払いで通過する車両等の不正通行車両を撮影するカメ
ラ３５２が接続された不正通行車撮影システム３５０、
自動料金収受ができない車両に対する料金手払システム
３２１が設置されている。これらの各システムをローカ
ルコントローラ３８０で一括して制御することによっ
て、料金収受不能等に対する処置を行うと共に、車両が
走行した通行区間（経路）及び車種に応じた通行料金を
自動的に収受している。

【００２０】次に本実施例にかかる出口ゲート３００の
概略構成の一例を更に説明する。図２に示すように、有
料道路の出口ゲート３００には、３つのレーン３０２、
３０４、３０６が設けられている。レーン３０２は敷地
３０８と分離帯３１０の間に形成され、レーン３０４は
分離帯３１０と分離帯３１２の間に形成され、レーン３
０６は分離帯３１２と敷地３１４の間に形成されてい
る。

【００２１】これらの複数のレーンを跨ぐように、敷地
３０８から敷地３１４にかけてアーチ３１６が配設され
ており、アーチ３１６上には、予告アンテナ３１８、３
２０、３２２が取付けられている。予告アンテナ３１８
は、レーン３０２の上方に位置しレーン３０２を走行す
る車両に対してこれから料金授受を行うことを知らせる
予告情報を授ける。同様に、予告アンテナ３２０は、レ
ーン３０４の上方に位置しレーン３０４を走行する車両
に対する情報の授受を行い、予告アンテナ３２２は、レ
ーン３０６の上方に位置しレーン３０６を走行する車両
に対する情報の授受を行う。

【００２２】敷地３１４には、出口ゲート制御センタ３
３０が配設されており、この出口ゲート制御センタ３３
０には予告アンテナ制御装置３３１及び後述するローカ
ルコントローラ３８０が配設されている。予告アンテナ
制御装置３３１には、予告アンテナ３１８、３２０、３
２２が接続されている。

【００２３】ア−チ３１６が配置された位置の車両進行
方向の下流側には、上記の複数のレーンを跨ぐように、
敷地３０８から敷地３１４にかけてアーチ３４０が配設
されており、アーチ３４０上には、料金所アンテナ３４
２、３４４、３４６が取り付けられている。料金所アン
テナ３４２は、レーン３０２の上方に位置しレーン３０
２を走行する車両に対する料金に関連する情報の授受を
行い、料金所アンテナ３４４は、レーン３０４の上方に
位置しレーン３０４を走行する車両に対する情報の授受
を行い、同様に、料金所アンテナ３４６は、レーン３０
６の上方に位置しレーン３０６を走行する車両に対する
情報の授受を行う。これらの料金所アンテナ３４２、３
４４、３４６には、料金所アンテナ制御装置３３２Ａ、
３３２Ｂ、３３２Ｃが接続されている。これら料金所ア
ンテナ制御装置３３２Ａ〜３３２Ｃは、ローカルコント
ローラ３８０に接続されている。

【００２４】図３に示すように、料金所アンテナ３４２
〜３４６は、各々対応する料金所アンテナ制御装置３３
２Ａ〜３３２Ｃを介してローカルコントローラ３８０に
接続されており、ローカルコントローラ３８０はプリン
タ装置や電話回線と接続するためのモデム装置等の出力
装置３９０に接続されている。なお、本実施例では、詳
細は後述するが、料金所アンテナ、料金所アンテナ制御
装置、及びローカルコントローラ３８０が不調アンテナ
検出装置として機能する。

【００２５】なお、出口ゲート３００の出口ゲート制御
センター３３０は、図示しない中央コンピュータへ接続
し、この中央コンピュータにおいて、後述するように不
調アンテナを検出するようにしてもよい。また、詳細は
後述するが料金所アンテナ制御装置毎に不調アンテナを
検出するようにしてもよい。

【００２６】次に、車両に積載される車載機３０の構成
を説明する。図４に示すように車載機３０は、後述する
路上機から送信された信号を受信する受信アンテナ３２
を備えている。受信アンテナ３２は、受信アンテナ３２
で受信された変調波を検波し、データ信号を得る検波回
路３４に接続されている。検波回路３４は、データ信号
受信回路４４を介してマイクロコンピュータを含んで構
成された信号処理回路４６に接続されている。

【００２７】信号処理回路４６には、入口ゲート番号、
入口アンテナ番号、途中経路情報、ＩＤコードや車種情
報等のデータを記憶する記憶回路４８及びＩＤコードを
含むデータ信号等を応答信号として送信する送信回路５
０が接続されており、この送信回路５０は送受信アンテ
ナ５２に受信された無変調の搬送波である問合せ信号を
信号処理回路４６からのデータ信号で変調して送受信ア
ンテナ５２を介して返送する。

【００２８】この信号処理回路４６には、到達可能範囲
等を表示するＬＣＤやＣＲＴで構成されたディスプレイ
５４及び信号処理回路４６に選択信号等の信号を入力す
るテンキー５６が接続されている。また、信号処理回路
４６には、ＩＣカード６２が着脱可能なＩＣカードリー
ドライト装置６０が接続されている。

【００２９】なお、車載機にはイグニッションオン時に
車載バッテリーから常時電源が供給されている。

【００３０】次に、車載機３０と通信を行う路上機につ
いて、出口ゲート３００に設けられた路上機を例にして
説明する。なお、説明を簡単にするため、レーン３０２
を走行する車両に対する電波の授受を担当する料金所ア
ンテナ３４２及び料金所アンテナ制御装置３３２Ａを用
いて説明する。

【００３１】図５に示すように、レーン３０２を走行す
る車両を担当する料金所アンテナ３４２は、送信アンテ
ナ２２及び送受信アンテナ２６から構成されている。料
金所アンテナ制御装置３３２Ａは、マイクロコンピュー
タを含んで構成された信号処理回路１２を備えている。
信号処理回路１２は、命令を含むデータ信号（通信要求
信号）を送信する送信回路１４に接続されている。送信
回路１４はミキサー１８を介して送信アンテナ２２に接
続されている。ミキサー１８には所定周波数の搬送波を
発生する搬送波発生回路２０が接続されており、ミキサ
ー１８は送信回路１４から入力される信号と搬送波発生
回路２０から入力される搬送波とをミックスし、送信回
路１４から入力された信号で搬送波発生回路２０から入
力された搬送波を変調する。また、送信アンテナ２２か
らはこの変調波が電波として送信される。

【００３２】搬送波発生回路２０には、図４に示す車載
機３０から変調されて返送され送受信アンテナ２６で受
信された変調波からデータ信号を取り出す送受信回路２
４が接続されている。この送受信回路２４は信号処理回
路１２に接続されている。

【００３３】なお、出口ゲート３００における他のアン
テナの構成は、上記と同様の構成であるため説明を省略
する。また、入口ゲート１００、及び途中経路２００に
おける各々のアンテナ及びアンテナ制御装置の構成も、
上記と略同様の構成であるため、説明を省略する。

【００３４】次に、本実施例の処理を説明する。先ず、
本実施例の車載機と路上機との間で行われるハンドシェ
イクによる基本的な信号の送受信（交信）の概略を入口
ゲート１００、途中経路２００、及び出口ゲート３００
の各々の一例を順に図６乃至図８を参照し説明する。

【００３５】なお、以下の説明では、車載機と路上機の
交信時に車載機に起因する交信不良が生じた場合には、
後述する入口情報や経路情報を車載機が記憶することが
出来ないので、車載機不調と判定し、交信が初期化（最
初の処理から実行されるように設定すること）されるも
のとする。

【００３６】先ず、入口ゲート１００では、図６に示す
ように、車載機からの応答信号を受信するまで連続波か
らなる問合わせ信号を路上機から送信する（処理内容Ｉ
ｎ１を送信する通信１）。

【００３７】車載機は、問合わせ信号を受信すると車載
機と路上機との間で相互に認識しハンドシェイクを行う
ための識別情報としての認証１を付与した応答信号１を
生成した後に、応答信号１を送信する（処理内容Ｔｇ１
を送信する通信２）。この応答信号１の送信は、受信し
た問合せ信号を搬送波として自車を特定する識別コード
であるＩＤコードで搬送波を変調した変調波を応答信号
として送信することができる。

【００３８】路上機では、車載機からの応答信号１を受
信すると、上記車載機から送信される認証１に対する応
答、及びハンドシェイクをする路上機の証、例えばアン
テナ番号による認証２を含む応答信号を生成した後に、
送信する（処理内容Ｉｎ２を送信する通信３）。

【００３９】車載機では、応答信号を受信すると、応答
信号に含まれる認証１が送信した認証１と一致するか否
かを判断し、認証１が一致したときには、路上機から送
信された認証２に対する応答信号２を生成し、送信する
（処理内容Ｔｇ２を送信する通信４）。なお、応答信号
を受信しないときには、所定時間を経過するかまたは、
応答信号を受信せずに所定時間を経過して応答信号を送
信することの繰り返し（リトライ）を所定回数（本実施
例では３回）行うまで、応答信号１の送信を繰り返す。
また、所定回数のリトライを行っても応答信号を受信し
ないときには、前記処理を最初から実行する。また、上
記認証１が一致せずに否定判断の場合にも同様に所定回
数だけリトライを繰り返すために前記処理を実行する。

【００４０】路上機では、車載機からの応答信号を受信
すると、応答信号に含まれる認証２が送信した認証２と
一致するか否かを判定し、認証２が一致したときに、車
載機と路上機との間で相互に認識されたと判定する。こ
の時点でハンドシェイクが成立したものとして、入口ゲ
ートに関するデータ１を送信する（処理内容Ｉｎ３を送
信する通信５）。

【００４１】入口ゲートの路上機が送信するデータ１に
は、入口ゲートであることを表すゲート情報、入口ゲー
トを識別するためのゲート番号、送信するアンテナを識
別するためのアンテナ番号、年月日時分がある。

【００４２】なお、路上機における信号受信は、前記車
載機において実行されたように、所定時間を経過したと
きに行われるリトライを所定回数（例えば、３回）行っ
たか否かによって再度処理するようにしてもよい。この
ようにすることにより路上機側でも信号待ち状態のまま
処理が継続することがない。

【００４３】車載機では、データ１を受信すると共に、
受信したデータ１を入口情報として記憶する。また、車
載機に関するデータ２を送信する（処理内容Ｔｇ３を送
信する通信６）。

【００４４】この車載機から送信するデータ２は、デー
タ１の受信が正しく完了したことを表すＯＫフラグ（例
えば、ＯＫで正しく完了したときにセット、ＮＧのとき
にリセットされるフラグ）があり、また、車両番号、車
種、及び軸数等を表す車両情報を含むことができる。ま
た、データ２の送信完了と共にハンドシェイクを解消す
る。

【００４５】路上機では、データ２を受領すると（処理
内容Ｉｎ４）、受領の完了と共にハンドシェイクを解消
する。この後に、前記処理内容Ｉｎ１から再び実行す
る。

【００４６】なお、路上機では、データ１を送信した
が、データ２が車載機から送信されない場合があるの
で、前記車載機において実行されたように、所定時間を
経過したときに行われるリトライを所定回数行う用よう
にしてもよい。

【００４７】次に、途中経路における交信を図７を参照
して説明する。 なお、途中経路における交信は、図６で
説明した入口ゲートにおける交信と略同様のため、同一
部分の詳細な説明は省略する。路上機では、図７に示す
ように、車載機からの応答信号を受信するまで連続波か
らなる問合わせ信号を路上機から送信する（処理内容Ｃ
ｋ１を送信する通信１）。

【００４８】車載機は、問合わせ信号を受信すると識別
情報としての認証１を付与した応答信号１を生成した後
に、応答信号１を送信する（処理内容Ｔｇ１を送信する
通信２）。

【００４９】路上機では、車載機からの応答信号１を受
信すると、上記車載機から送信される認証１に対する応
答、及びハンドシェイクをする路上機の証、例えばアン
テナ番号による認証２を含む応答信号を生成した後に、
送信する（処理内容Ｃｋ２を送信する通信３）。

【００５０】車載機では、応答信号を受信し、応答信号
に含まれる認証１が一致したときには、路上機から送信
された認証２に対する応答信号２を生成し、送信する
（処理内容Ｔｇ２を送信する通信４）。

【００５１】路上機では、車載機からの応答信号を受信
し、応答信号に含まれる認証２が一致したときに、車載
機と路上機との間で相互に認識されたと判定する。この
時点でハンドシェイクが成立したものとして、途中経路
に関するデータ１を送信する（処理内容Ｃｋ３を送信す
る通信５）。

【００５２】この途中経路における路上機が送信するデ
ータ１には、途中経路であることを表すゲート情報、途
中経路を識別するためのゲート番号（経路番号等）、送
信するアンテナを識別するためのアンテナ番号、車線番
号及び年月日時分がある。

【００５３】車載機では、データ１を受信して経路情報
として記憶する。また、車載機に関するデータ２を送信
する（処理内容Ｔｇ３を送信する通信６）。

【００５４】この途中経路において車載機から送信する
データ２は、今回のデータ１の受信が正しく完了したこ
とを表すＯＫフラグ（例えば、ＯＫで正しく完了したと
きにセット、ＮＧのときにリセットされるフラグ）、前
記入口ゲートで受信した入口情報、及び他の途中経路に
おいて受信したデータ１の内容等がある。

【００５５】路上機では、データ２を受領すると（処理
内容Ｃｋ４）、受領の完了と共にハンドシェイクを解消
する。この後に、前記処理内容Ｃｋ１から再び実行す
る。

【００５６】次に、出口ゲート３００における交信を図
８を参照して説明する。なお、出口ゲートにおける交信
は、上記で説明した入口ゲート及び途中経路における交
信と略同様のため、同一部分の詳細な説明は省略する。

【００５７】出口ゲートの路上機では、図８に示すよう
に、車載機からの応答信号を受信するまで連続波からな
る問合わせ信号を路上機から送信する（処理内容Ｏｕｔ
１を送信する通信１）。

【００５８】車載機は、問合わせ信号を受信すると識別
情報としての認証１を付与した応答信号１を生成した後
に、応答信号１を送信する（処理内容Ｔｇ１を送信する
通信２）。

【００５９】路上機では、車載機からの応答信号１を受
信すると、上記車載機から送信される認証１に対する応
答、及びハンドシェイクをする路上機の証、例えばアン
テナ番号による認証２を含む応答信号を生成した後に、
送信する（処理内容Ｏｕｔ２を送信する通信３）。

【００６０】車載機では、応答信号を受信し、応答信号
に含まれる認証１が一致したときには、路上機から送信
された認証２に対する応答信号２を生成し、送信する
（処理内容Ｔｇ２を送信する通信４）。

【００６１】路上機では、車載機からの応答信号を受信
し、応答信号に含まれる認証２が一致したときに、車載
機と路上機との間で相互に認識されたと判定する。この
時点でハンドシェイクが成立したものとして、入口ゲー
トに関するデータ１を送信する（処理内容Ｏｕｔ３を送
信する通信５）。

【００６２】この出口ゲートの路上機が送信するデータ
１には、出口ゲートであることを表すゲート情報、出口
ゲートを識別するためのゲート番号、送信するアンテナ
を識別するためのアンテナ番号、及び年月日時分があ
る。

【００６３】車載機では、データ１を受信して出口情報
として記憶する。また、車載機に関するデータ２を送信
する（処理内容Ｔｇ３を送信する通信６）。

【００６４】この出口ゲートにおいて車載機から送信す
るデータ２は、今回のデータ１の受信が正しく完了した
ことを表すＯＫフラグ、前記入口ゲートで受信した入口
情報、及び途中経路で受信した経路情報、車両番号や車
種や軸数等を表す車両情報、キャッシュカードやプリペ
イドカード等のカードの種類を表すカード情報、カード
の番号やカードの残高情報がある。

【００６５】路上機では、データ２を受領すると通行料
金を算出する（処理内容Ｏｕｔ４）。これと共に、上記
のカードの番号を用いて予め用意された不正使用や支払
い不能のカードを列挙したブラックリストと照合する。
このブラックリスト上にデータ２に含まれるカードの番
号が存在するときには、料金を徴収が困難な場合がある
ので、別処理として、不正通行車撮影システム３５０、
及び料金手払システム３２１と連携させるために、作動
信号を出力することができる。

【００６６】処理内容Ｏｕｔ４が終了し、カード情報が
通行料金を電波通信によって自動的に収受可能なカード
であるときには、データ３を送信する（処理内容Ｏｕｔ
５を送信する通信７）。

【００６７】この出口ゲートの路上機が送信するデータ
３には、今回のデータ２の受信が正しく完了したことを
表すＯＫフラグ、通行料金、ブラックリストの照合結果
（カードの番号が含まれない時にＯＫを表すフラグ）が
ある。

【００６８】車載機では、データ３を受信し、プリペイ
ドカードならば当該プリペードカードから受信した通行
料金を引き落とす。また、車載機では、このデータ３を
料金情報として記憶すると共に、適正に通行料金が引き
落とされたことを表すデータ４を送信する（処理内容Ｔ
ｇ４を送信する通信８）。

【００６９】路上機では、車載機からのデータ４を受信
すると、通信６で得た入口情報及び経路情報を用いて後
述するように、統計処理を行って不調アンテナ検出処理
をした後に（処理内容Ｏｕｔ６）、ゲートに対して不調
アンテナが存在することを通報するか否かを判定する
（処理内容Ｏｕｔ７）。存在すると判定された場合に
は、検出された不調アンテナが設置されている該当する
ゲートに対してアンテナを識別するためのアンテナ番号
を送信するかまたはプリントアウトする。

【００７０】なお、上記データ３の受領の完了と共にハ
ンドシェイクを解消する。また、処理内容Ｏｕｔ７の後
に、前記処理内容Ｏｕｔ１から再び実行する。

【００７１】次に、出口ゲート３００における処理内容
Ｏｕｔ７に相当する不調アンテナ検出処理のための統計
処理の詳細を図９のフローチャートを参照して説明す
る。

【００７２】本実施例の不調アンテナ検出処理は、出口
ゲート３００において、入口情報及び経路情報を用いて
これまで或るゲートの通過回数が所定回数（本実施例で
は、１００回）になると、その或るゲートのアンテナ毎
の通信率を求め、予め定めた通信率と比較することによ
って不調アンテナを検出するものである。

【００７３】なお、以下の説明では、入口ゲートから出
口ゲートまでに含まれる或るゲートをゲート番号ｎ（１
≦ｎ≦Ｎ：Ｎは全ゲート数）と表記すると共に、このゲ
ート番号ｎのゲートに設置されたアンテナをアンテナ番
号ｍ（１≦ｍ≦Ｍ_n ：Ｍ_n はゲート番号ｎのゲートのア
ンテナ数）と表記し、ゲート番号ｎにおける通信確率を
演算するためのカウンタ値をカウンタ値Ｃ_n と表記し、
ゲート番号ｎのゲートにおける各アンテナの通信確率を
通信確率Ｐ_nm（ゲート番号ｎのゲートにおけるアンテナ
番号ｍのアンテナの通信確率）と表記する。

【００７４】また、次に示すゲート番号及びアンテナ番
号に対する通信確率を表すテーブルを記憶及び読みだし
をするものとする。

【００７５】

【表１】

【００７６】上記処理内容Ｏｕｔ６へ処理が移行する
と、ローカルコントローラ３８０は、図９の統計処理を
開始する。先ず、図９のステップ１００において上記通
信６で得た入口情報及び経路情報に含まれる１つのゲー
ト番号ｎ及びアンテナ番号ｍを読み取る。次のステップ
１０２では、読み取ったゲート番号ｎに存在する全ての
アンテナの通信確率Ｐ_nmをテーブルから読み取ると共
に、カウンタ値Ｃｎを読み取る。なお、カウンタ値Ｃｎ
の初期値は０に設定されるものとする。次のステップ１
０４では、次の式（１）を参照してゲートｎにおける全
アンテナの通信確率を演算する。

【００７７】

【数１】

【００７８】（但し、ｋ≠ｍ）

【００７９】すなわち、ゲート番号ｎのゲートにおける
全アンテナの通信確率の総和は、次の式（２）に示すよ
うに、１になる。

【００８０】 Ｐ_n1＋Ｐ_n2＋Ｐ_n3＋・・・＋Ｐ_nm＋・・・＋Ｐ_nMn ＝１ ・・・（２）

【００８１】従って、上記のステップ１０４では、上記
の式（２）がゲート番号ｎのゲートを車両が１００回通
過する場合に成立する確率演算式とすると、式（１）に
示すように１車両の通過の度に当該車両が交信したアン
テナに対する通信確率が１／１００増加すると共に、そ
れ以外のアンテナに対する通信確率は各々１／１００を
残存するアンテナの数で除算した値だけ減少するように
演算すればよいことになる。この式（２）は、１００回
毎の平均値を求めることに相当する。

【００８２】次のステップ１０６では、カウンタ値Ｃｎ
をインクリメントし、次のステップ１０８においてＣｎ
＝１００か否かを判断することによって、ゲート番号ｎ
のゲート通過した車両からの入口情報または経路情報に
よる通信確率の演算回数が１００回になったか否かを判
断し、まだ１００回に至らない場合はステップ１２６へ
進む。

【００８３】Ｃｎ＝１００でステップ１０８において肯
定判断の場合には、このゲートｎの次回の演算のために
ステップ１１０においてカウンタ値Ｃｎをリセット（Ｃ
ｎ＝０）し、次のステップ１１２においてアンテナ番号
ｍとして初期値（本実施例では１番目のアンテナ番号、
ｍ＝１）が設定される。

【００８４】次のステップ１１４では、設定されたアン
テナ番号ｍの基準値Ｓ_nmを設定する。この基準値Ｓ
_nmは、１００台の車両がゲートｎを通過したときのアン
テナ番号ｍのアンテナの予め定めた標準的な通信確率、
または１００台の車両通過によって前回処理によって求
めたゲートｎのアンテナ番号ｍのアンテナの通信確率を
採用することができる。この基準値として、前回の求め
た通信確率を用いれば、以下に説明するように不調アン
テナ検出はすでに行われているので、今回の処理で再度
検出されることが抑制される。

【００８５】次のステップ１１６では、上記基準値を用
いて設定されたアンテナ番号ｍの上下限値ＭＩＮ_nm、Ｍ
ＡＸ_nmを次の式（３）を参照して演算する。

【００８６】

【数２】

【００８７】但し、Ｄ：１つのアンテナに対する許容回
数

【００８８】図１０（１）には、一例としてアンテナが
５台設置されたゲートｎにおける基準となる通信確率と
アンテナとの関係を示した。図から理解されるように、
設定されたアンテナ番号ｍの基準値Ｓ_nmを設定され、ア
ンテナ番号ｍの上下限値ＭＩＮ_nm、ＭＡＸ_nmが設定され
る。

【００８９】次のステップ１１８では、ＭＩＮ_nm＜Ｐ_nm
＜ＭＡＸ_nmか否かを判断することによって、演算された
通信確率Ｐ_nmが許容範囲内であるか否かを判断する。Ｐ
_nm≧ＭＡＸ_nmの場合、また、図１０（２）に示すよう
に、ＭＩＮ_nm≧Ｐ_nmの場合には、許容範囲を下回るの
で、ステップ１１８では否定判断され、ステップ１２２
においてＮＧ判定が決定される。一方、通信確率Ｐ_nmが
許容範囲内である場合には、ステップ１１８で肯定判断
され、ステップ１２０においてＯＫ判定が決定される。

【００９０】次のステップ１２４では、カウンタ値がゲ
ートｎの最大アンテナ番号であるか否かを判定すること
によって、ゲートｎに設置されたアンテナ全てについて
上記処理が終了したか否かを判断し、否定判断の場合に
はステップ１１４へ戻り、全アンテナの処理が終了する
まで上記処理を繰り返し実行する。一方、ステップ１２
４で肯定判断された場合似は、ステップ１２６へ進む。

【００９１】ステップ１２６では、上記通信６で得た入
口情報及び経路情報に他のゲート番号ｎが含まれるか否
かを判断することによって全ゲートに対する演算が終了
したか否かを判断する。この入口情報及び経路情報に他
のゲート番号ｎが含まれる場合にはステップ１２６で否
定判定され、ステップ１００へ戻り上記の処理を繰り返
し実行する。一方、他のゲート番号ｎが無のときは肯定
判定されて本ルーチンを終了する。

【００９２】このようにして、各ゲートのアンテナ毎に
不調アンテナの判定を行い、ＮＧ判定されたアンテナ番
号のアンテナを不調アンテナとして検出できる。検出さ
れた不調アンテナは、出力装置３９０によって通報され
る。この通報には、プリンタによる印刷でオペレータに
通報することやモデム装置によって該当するゲートまた
はゲートの管理装置へ自動的に通報することができる。

【００９３】以上説明したように、本実施例では、車載
機に記憶された路上機のアンテナを表す情報から統計処
理することによって、路上機の不調アンテナを定期的に
検出することができるので、路上機の状態を常時監視で
きる。このため、不調アンテナの補修や点検を早期に実
施することができ、良好な交信状態を維持することがで
きる。

【００９４】また、不調アンテナ検出のための統計処理
として、路上機側のアルゴリズムを変更することによっ
て実現が可能であるため、車載機側に新規なアルゴリズ
ムを追加する事が生じない。また、路上機と車載機との
交信に用いる情報としてアンテナ番号を追加するのみで
上記処理を実現可能であるので、複雑な装置構成とする
ことなく、従来の装置を用いて安価な構成で実現でき
る。さらに、本アルゴリズムの追加による情報の欠落や
不良等が生じることがないので、信頼性が低下すること
がない。

【００９５】さらに、車載機から受信した情報によって
不調アンテナを検出することができるので、不調アンテ
ナ検出を行うための、路上機毎の巡回点検や定期点検の
必要がなく、作業効率や運用効率を向上させることがで
きる。

【００９６】次に、第２実施例を説明する。上記第１実
施例では、出口ゲートにおいて入口ゲート及び途中経路
に設置されたアンテナの不調を検出したが、本実施例は
入口ゲート以降のゲートにおいてそれ以前のゲートにお
ける不調アンテナを検出することを可能にしたものであ
る。なお、本実施例の構成は、上記実施例と略同様の構
成であるため、同一の構成には同一符号を付し詳細な説
明を省略する。また、本実施例の車載機３０と通信を行
う路上機は、説明を簡単にするため、出口ゲート３００
に設けられた、レーン３０２を走行する車両に対する電
波の授受を担当する料金所アンテナ３４２及び料金所ア
ンテナ制御装置３３２Ａから構成される路上機を例にし
て説明する。図１１に示すように、料金所アンテナ３４
２に接続された料金所アンテナ制御装置３３２Ａは、マ
イクロコンピュータを含んで構成された信号処理回路１
２を備えている。本実施例の信号処理回路１２には、上
記実施例で説明したテーブルを記憶するためのテーブル
メモリ１３が接続されると共に、プリンタ装置や電話回
線と接続するためのモデム装置等の出力装置３９０が直
接接続されている。この信号処理回路１２には、上記実
施例で説明した不調アンテナ検出処理（図９）を実行す
るためのプログラムが記憶されている。

【００９７】なお、出口ゲート３００における他のアン
テナの構成は、上記と同様の構成であるため説明を省略
する。また、途中経路２００における各々のアンテナ及
びアンテナ制御装置の構成も、上記と略同様の構成であ
るため、説明を省略する。

【００９８】このように、本実施例では、アンテナ制御
装置毎に不調アンテナ検出処理をすることができるの
で、車載機に記憶されたアンテナに関する情報を出口ゲ
ートまで未使用状態を維持することなく、車両が通過す
る途中経路や出口ゲートの１つのアンテナを担当するア
ンテナ制御装置において利用することができる。従っ
て、より近いゲートにおいて、不調アンテナを早期に検
出することができ、不調アンテナの補修や点検を早期に
実施することが可能であると共に、良好な交信状態を維
持することができる。

【００９９】なお、途中経路において不調アンテナを検
出するためには、図８に示した出口ゲートにおける処理
Ｏｕｔ６，Ｏｕｔ７を図７に示す途中経路における処理
Ｃｋ４で行うようにすればよい。

【０１００】上記実施例では、全てのゲートの全てのア
ンテナに対する通信確率をテーブルとして記憶するよう
にしたが、このようにすると、メモリ容量が大きくなる
ので、コスト高になる。また、計算時間が増加する。こ
のようなメモリ容量の増加を抑制するためには、テーブ
ルとして保持するゲートの数を減少させればよい。例え
ば、ゲート番号ｎの或るゲートでは、所定数の例えば、
ゲート番号（ｎ−１），（ｎ＋１）の隣り合うゲートに
設置されたアンテナについてのみ記憶するようにすれば
よい。このようにすることによって、メモリ容量を少な
く出来るとともに、計算時間を短縮することができる。
また、検出される不調アンテナは、検出したゲートに近
いゲートであるため、不調アンテナの補修や点検を早期
に実施することが可能である。

【０１０１】上記実施例において、１つの通信エリアを
重複するようにアンテナを複数設置することによって、
１つのアンテナが不調と検出された場合であっても、そ
の通信エリアを担当する他のアンテナによって交信が可
能となるので、不調アンテナの補修や点検を実施した場
合であっても、その通信エリアを休止（システムダウ
ン）させることなく、稼働させることができる。

【０１０２】なお、上記実施例では、車載機から路上機
へ送信するデータとして、車両の挙動を表す挙動情報を
含ませることによって、路上側において落下物の発見や
道路状況の認識に用いることができる。この挙動情報に
は、急ハンドル等の操舵変化を表す情報やスリップ等の
路面に関する情報がある。この場合、図１２に示すよう
に、車載機３０の構成として、段差や急ハンドル等の操
舵を検出するためのＧセンサ５８Ａ、及びスリップ率を
検出するためのＡＢＳコントローラを車載機の信号処理
回路４６に接続する。車載機では、Ｇセンサ５８Ａから
の信号及びＡＢＳコントローラからの信号を挙動情報す
ると共に、最も近くで通過したゲートのゲート番号また
はその位置を含む両側のゲートのゲート番号を位置情報
として、これらをと共に記憶する。そして、途中経路や
出口ゲートにおいて挙動情報及び位置情報をデータとし
て送信する。路上機では、車載機から送信された挙動情
報及び位置情報のデータから、落下物回避による急ハン
ドル、段差によるＧ変化、雨や雪等によるスリップ率変
化を検出し、位置情報から該当位置を定める。これによ
って、路上機では、道路状況を把握することができ、早
期に対処や報知することができる。

【０１０３】なお、他の挙動情報としては、サスペンシ
ョンの変化率を検出すること、操舵角、操舵角速度及び
操舵角加速度を検出すること、ヨーレイトセンサによっ
て検出することによって得ることができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１のゲートで路上アンテナから送信されるゲート情報を
第２のゲートで車両用通信装置から送信し、このゲート
情報の数から第１のゲートの各アンテナ毎の通信確率を
路上機で計算し、通信確率と基準値との差が所定値を越
えた路上アンテナを不調アンテナとして検出しているの
で、不調のアンテナがいずれの路上アンテナかを特定す
ることができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な自動料金収受装置を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の自動料金収受装置の出口ゲートを示す概
略斜視図である。

【図３】出口ゲートにおいて不調アンテナ検出のための
要部概略構成を示すブロック図である。

【図４】本実施例の車載機を示すブロック図である。

【図５】路上機の一例を示すブロック図である。

【図６】入口ゲートにおいて、車載機と路上機との間で
行われるハンドシェイクによる基本的な信号の送受信
（交信）の概略を示す処理説明図である。

【図７】途中経路において、車載機と路上機との間で行
われるハンドシェイクによる基本的な信号の送受信（交
信）の概略を示す処理説明図である。

【図８】出口ゲートにおいて、車載機と路上機との間で
行われるハンドシェイクによる基本的な信号の送受信
（交信）の概略を示す処理説明図である。

【図９】路上機における不調アンテナ検出のための統計
処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。

【図１０】アンテナと通信確率の関係を説明するための
説明図である。

【図１１】第２実施例の車載機の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図１２】道路情報把握のために用いる車載機構成の一
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

３０ 車載機 ３００ 出口ゲート ３３２ 料金所アンテナ制御装置 ３４２ 料金所アンテナ ３８０ ローカルコントローラ ３９０ 出力装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のゲート毎に複数の路上アンテナを
   備えた路上機と、前記路上機と電波信号により情報を授
   受するために車両に搭載された車載用通信装置との間で
   交信するための路車間通信方法であって、 前記車両が第１のゲートを通過する際に第１のゲートの
   路上アンテナから送信される当該第１のゲートに関連す
   るゲート情報を前記車両用通信装置で受信すると共に、
   受信したゲート情報を第２のゲートにおいて送信し、 複数の前記車両用通信装置からのゲート情報を前記第２
   のゲートで受信すると共に、受信した第１のゲートに対
   応するゲート情報の数が所定数に達した際に第１のゲー
   トの各アンテナ毎の通信確率を計算し、 前記通信確率と予め定めた基準値とを前記路上アンテナ
   毎に比較し、前記通信確率と予め定めた基準値との差が
   所定値を越えた路上アンテナを不調アンテナとして検出
   する、 路車間通信方法。
2. 【請求項２】 複数のゲート毎に複数の路上アンテナを
   備えた路上機と、前記路上機と電波信号により情報を授
   受するために車両に搭載された車載用通信装置との間で
   交信する路車間通信装置において、 前記車両が第１のゲートを通過する際に受信する第１の
   ゲートの路上アンテナから送信される当該第１のゲート
   に関連するゲート情報を記憶する記憶手段と、記憶した
   ゲート情報を第２のゲートにおいて送信する送信手段
   と、を備えた車両用通信装置と、 複数の前記車両用通信装置からのゲート情報を前記第２
   のゲートで受信する路側受信手段と、受信した第１のゲ
   ートに対応するゲート情報の数が所定数に達した際に第
   １のゲートの各アンテナ毎の通信確率を計算する通信確
   率演算手段と、前記通信確率と予め定めた基準値とを前
   記路上アンテナ毎に比較する比較手段と、前記通信確率
   と予め定めた基準値との差が所定値を越えた路上アンテ
   ナを不調アンテナとして検出する検出手段と、を備えた
   路上機と、 を含むことを特徴とする路車間通信装置。