JPH09212790A - 複数車線道路における路車間通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の通過車線が複数ある場合でも通過車両を
確実に特定し、通信することができる路車間通信システ
ムを提供する。 【解決手段】車両に、車線識別情報を読み取るセンサを
搭載するとともに、車線識別情報を記憶するメモリ及び
無線送受信装置を含む車載機を搭載し、複数の車線が設
けられた路上には、車線識別情報を持った被読取り部材
（Ｎ，Ｓ）を車線ごとに埋め込み、車載機との間で無線
通信をする通信装置を設置し、前記通信装置により受信
された車載機から送信される車線識別情報に基づき車両
の通過する車線を特定し、当該車線を通過する車両の車
載機との間で情報の通信を続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有料道路や駐車場
における自動料金徴収システム等に利用される、路車間
通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、有料道路等の料金所での料金支払
いの効率化を図るため、自動料金徴収システムが検討さ
れている。この自動料金徴収システムは、料金所に備え
られた複数の料金所車線ごとに設置され、車種データの
要求，車両を特定するデータ（車両番号等）の要求、利
用者の契約番号の要求などの質問データを含む信号（以
下「質問信号」という）を予め定められた通信エリアに
送信するアンテナユニットと、車両に搭載された応答ユ
ニット（以下「車載機」という）と、前記アンテナユニ
ットに接続された制御装置（コンピュータ）とを含んで
いる。

【０００３】前記自動料金徴収システムでは、アンテナ
ユニットから質問信号が送信されており、車両が前記通
信エリア内に達すると、車載機は前記質問信号を受信す
る。車載機は、この質問信号を受信すると、質問データ
を復元し、この復元された質問データに対する応答デー
タを含む信号（以下「応答信号」という）をアンテナユ
ニットに返信する。

【０００４】アンテナユニットは、前記応答信号を受信
すると、応答データを復元し、この復元された応答デー
タを制御装置に与える。制御装置は、応答データから車
両、車種を特定し、当該車両の車載機に料金精算指示情
報を送信し、当該車載機のメモリに料金精算指示情報を
記憶させる。この方法をとることにより、有料道路の入
口ゲートでは、車両をノンストップで通過させることが
できる。

【０００５】そして、有料道路の出口ゲートで、車載機
から料金精算指示情報を含む情報を受信することによ
り、通過する車両からノンストップで自動的に、または
必要ならば車両を停車させて料金を徴収する。また、算
定された料金を所定の決済日に利用者の契約番号に対応
する口座から引落とすようにすることも可能である。と
ころで、前記自動料金徴収システムでは、上述のよう
に、ドライバが支払うべき料金の算定を正確に行うた
め、車両の特定を行う必要がある。この車両の特定を正
確に行うためには、車両がいずれの料金所車線に進入し
てきたかを判別する必要がある。

【０００６】図５は、一般の自動料金徴収システムの構
成を示す概略図である。この自動料金徴収システムで
は、アンテナユニットＡＵ１，ＡＵ２，ＡＵ３，ＡＵ
４，ＡＵ５（以下総称するときは「アンテナユニットＡ
Ｕ」という）は、各料金所車線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ
４，Ｌ５（以下総称するときは「料金所車線Ｌ」とい
う）ごとに料金所ゲートＧに設置されている。各アンテ
ナユニットＡＵには、それぞれ前記質問信号を送信すべ
き通信エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５（以下総称
するときは「通信エリアＥ」という）が予め設定されて
いる。この通信エリアＥは、車両に搭載された車載機Ｓ
Ｕにて信号を良好に受信できるように、各通信エリアＥ
の互いに重なり合うエリアが料金所車線Ｌの境界付近に
なるように設定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記技
術では、前記アンテナユニットＡＵの各通信エリアＥは
それぞれ料金所車線からはみ出している。したがって、
隣の通信エリアＥからの信号を誤って受信することもあ
るので、車両が進入してきた料金所車線Ｌを確実に識別
することはできない。

【０００８】前記不具合は、各通信エリアＥを料金所車
線Ｌの境界ぎりぎりに設定すれば、ある程度は解消され
る。しかしながら、信号の通信エリアＥは、片端だけな
らばともかく、両端を厳密に設定することは、現在の技
術レベルでは、ほとんど不可能である。また現実には、
周囲の障害物（屋根や表示板など）や近くの車両の存在
のため、電波が反射し、信号の通信エリアＥを超えて通
信ができるようになることもあるので、アンテナユニッ
トＡＵの指向性を調整するだけでは、解決できない問題
である。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、車両の通過車線が複数ある場合でも通過車
両を確実に特定し、通信することができる路車間通信シ
ステムを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の路車間通信シス
テムは、車両に、車線識別情報を読み取るセンサを搭載
するとともに、車線識別情報を記憶するメモリ及び無線
送受信装置を含む車載機を搭載し、複数の車線が設けら
れた路上には、車線識別情報を持った被読取り手段を車
線ごとに設け、車載機との間で無線通信をする通信手段
を設置し、前記通信手段により受信された車載機から送
信される車線識別情報に基づき車両の通過する車線を特
定し、当該車線を通過する車両の車載機との間で情報の
通信を続けるシステムである（請求項１）。

【００１１】また、特定された車線が所定の車線でない
場合に、すでに収受した情報を無効化するシステムであ
る（請求項２）。前記の各構成によれば、車載機には車
線識別情報を読み取るセンサと、車線識別情報を記憶す
るメモリを備えさせ、路上には、車載機との間で無線通
信をする通信手段を設置し、各車線に車線識別情報を持
った被読取り手段を設けている。

【００１２】したがって、車載機から送信される車線識
別情報を受信することにより、いま通信をしている車両
が当該車線を通過している車両であるか否かを確実に知
ることができる。前記「車線識別情報を持った被読取り
手段」とは、車線ごとに設けられ、磁気的、光学的、そ
の他の方式で車線を識別できる手段であれば何でもよ
い。例えば、道路に埋め込まれた磁気釘や磁気ベルト、
道路にペイント表示されたパターンがあげられる。磁気
釘や磁気ベルトの磁気特性や前記パターンには、車線ご
とに規則性を持たせて、読み取り時混同が起こらないよ
うにする。例えば直交符号列で規則を構成すればよい。

【００１３】前記「車線識別情報を読み取るセンサ」
は、この被読取り手段を検出することができるセンサで
あればよい。前記「車両の車載機との間で通信する情
報」は、いかなる情報であってもよいが、例えば、有料
道路の入口で車両を止めて通行券を発行するのに代え
て、有料道路の入口で道路管理者から車両に伝える料金
精算指示情報、有料道路の出口で料金を精算するための
カードからの料金引き落とし指令情報、車両の走行経路
を教えてもらうため車両から送信する旅行目的地情報、
路上から車両に教える走行経路情報、車両の速度情報、
車両のトラブル情報等があげられる。

【００１４】前記路車間通信システムは、路上に、当該
車線へ進入した車両の車両情報、例えば車両の大きさ、
重さ、軸数、タイプなどを判別する車両情報判別手段を
さらに設置したものであってもよい（請求項３）。この
発明によれば、当該車線へ進入した車両を、他の車線へ
進入した車両と取り違えることなく、その車両情報を判
別することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、有料道
路の料金所に進入する道路の各車線に埋め込まれた磁気
ネイルの極性を示す図である。磁気ネイルは、車線ごと
に所定数埋め込まれ、路上から見たその極性は、それぞ
れ異なっている。極性の配列パターンは、直交する関係
にあればよく、例えば４素子で構成するときは、〔ＮＮ
ＮＮ〕，〔ＮＳＮＳ〕，〔ＮＮＳＳ〕，〔ＮＳＳＮ〕と
いう配列を採用することができる。

【００１６】図２は、有料道路の料金所における路車間
通信システムの概要を示す図であり、車両を進入させる
車線が並んでいて、各車線に沿って路上設備を配置して
いる。なお、車線数はいくつでもよいが、図２では便宜
上２車線しか示していないことを予め断っておく。な
お、各車線には、前述したように、磁気ネイルが埋め込
まれている（図２には図示せず）。

【００１７】奥の車線に注目して説明すると、路上設備
は、車両のゾーンＺ_a への進入を感知する車両進入感知
器２ａと、車両のゾーンＺ_a からの退去を感知する退去
感知器４ａとを備えている。これらの車両進入感知器２
ａ、退去感知器４ａは、光電センサ、超音波センサ等に
より車両の存在を感知するものであるが、これ以外に、
地中に埋め込んだループ感知器により車両の通過による
磁界の変化を検出するものであってもよい。

【００１８】そして路上設備は、ゾーンＺ_a に進入した
車両の車種を判別する車種判別装置１ａと、車載機との
交信を行うアンテナユニット５ａとを備えている。車種
判別装置１ａは、垂直方向に設置した複数対の投受光器
１ａ-1により車両の高さを計測し、道路に埋設した圧力
センサ１ａ-2によりタイヤ幅、トレッド幅、軸数を検出
するものである（特公平４−６８６８０号公報参照）。

【００１９】さらに路上設備は、制御中枢となる路上機
６ａと、ゾーンＺ_a から退去した車両のドライバに案内
表示する案内表示板７ａと、表示終了感知器８ａとを備
えている。表示終了感知器８ａは、車両のドライバが案
内表示板７ａの表示を見終わって、車両をさらに進めた
ことを確認するための、車両の感知器である。さらに図
示していないが、路上設備は、通行券自動発行機や、車
両撮影用カメラを備えている。通行券自動発行機は、料
金自動収受ができないと判断した場合に、車両を止めて
通行券を発行するために使用する設備であり、既存のも
のを使用できる。車両撮影用カメラは、通行券の発行
時、不正行為があったときに使用するものである。

【００２０】以上の説明は、１つの車線に注目したもの
であったが、その隣の車線にも、同じ路上設備が設けら
れている（図２では添字ｂを使って示している）。路上
設備の構成は両方とも全く同じなので説明は省略する。
図３は、路上機６ａ，６ｂ（以下代表して路上機６ａに
ついてのみ説明する。）の機能を説明する図であり、路
上機６ａは、通信制御部６ａ₁ と、情報処理部６ａ₂ と
に別れている。通信制御部６ａ₁ は、車両の進入を検出
して、車載機との通信を行うための部分、情報処理部６
ａ₂ は、車載機から得られた識別情報と車種判別装置１
ａからの識別情報との照合をとったり、車両のドライバ
に指示を出したりする部分である。通信制御部６ａ₁ に
は、車両進入感知器２ａ、アンテナユニット５ａが接続
され、情報処理部６ａ₂ には、車種判別装置１ａ及び案
内表示板７ａが接続されている。

【００２１】図４は、車載機１２及びそれに挿入して使
用するプリペイドタイプのＩＣカード２１を示す機能ブ
ロック図である。車載機１２は、アンテナユニット５ａ
と交信するためのアンテナ１３、通信制御部１４、カー
ド残高を把握し、路上機６ａの指示により現金精算が必
要な旨を液晶表示部１６に表示させるＣＰＵ１５、車種
区分情報、車両番号情報等の車両固有の識別情報を記憶
したＲＯＭ１８、液晶表示部及びブザー１６、ＩＣカー
ド２１とのインターフェイスをとるＩＣカードインター
フェイス１７を備えている。ＩＣカード２１は、カード
残高情報を書き込むＲＡＭ２２を有している。

【００２２】また、車両の下回り部には、道路に埋め込
まれた磁気ネイルの磁気情報を読み取る磁気センサ１９
が取り付けられている。磁気センサ１９は、磁気を検知
できるものであれば何を用いてもよいが、例えばコイ
ル、ホール素子、磁気抵抗素子を用いることができる。
車両が有料道路の料金所に進入したときには、当該車線
に埋め込まれた磁気ネイルの極性を検知して、そのパタ
ーンをＣＰＵ１５に記憶させておく。

【００２３】次に、前記の路上設備が、車載機と交信す
る手順を説明する。路上機６ａの通信制御部６ａ₁ は、
車両進入感知器２ａからゾーンＺ_a に進入した車両を感
知した旨の信号を受けると、アンテナユニット５ａを通
して車両の車載機に暗号キーを提示する（この手順を
「登録請求」という）。車載機は、これに応じて登録応
答を行う。通信制御部６ａ₁ は、登録応答が受信できな
ければ、登録応答を受けるまで登録請求を繰り返し行
う。登録応答を受けた時点で両者に通信符号の合意が成
立する。

【００２４】次に、路上機６ａの通信制御部６ａ₁ は、
前記暗号キーを用いて車両１台ごとに暗号化したデータ
により、アンテナユニット５ａを通して、車載機に識別
情報の送信を要求する。車載機は、これに応答して、検
知された車線パターン、車種区分、利用者の契約番号、
カードの残高情報等の情報を返信する。この後、路上機
６ａの情報処理部６ａ₂ は、車載機から応答してきた車
線パターンと、当該路上機６ａの担当する車線に該当す
るパターンとの照合を行う。

【００２５】車線パターンが一致していないとき、アン
テナユニット５ａは、当該車線以外の車線にある車両の
車載機と通信している可能性があるので、このような車
両と通信をすれば、誤った車種区分の車両と判別してし
まい、料金徴収の手続きに支障が出るおそれがある。し
たがって、情報処理部６ａ₂ は次の情報の書き込み処理
に進まずに、一致を確認するまで、この車両への識別情
報の送信要求を繰り返し行う。これでも一致しなかった
ら、今までの通信を無効とし、新たに登録請求の手続き
に入る。車両がゾーンＺ_a から退出しても車線パターン
が一致しなかったら、案内表示板７ａに所定の表示を出
し、入口ゲートなら車両を止めて通行券自動発行機によ
り通行券を発行し、出口ゲートなら料金の収受を行うと
いう、通常の手順に入る。

【００２６】車線パターンが一致したとき、又は正しい
車線パターンが送信されてこなかったとき（送信されな
かった原因として、磁気センサ１９の故障、磁気センサ
１９の不装着等があげられる）は、情報処理部６ａ
₂ は、車載機から応答してきた車種区分と車種判別装置
１ａにより判別された車種区分との照合を行う。車種区
分が合致していなければ、案内表示板７ａに所定の表示
を出し、車両を止めて通行券の発行手続きに入る。

【００２７】以下、有料道路の入口ゲートを想定して、
説明を進める。車種区分が合致していれば、さらに、車
種区分とカードの残高情報に基づき、カードに有料道路
の通過に必要な金額が残っているかどうか判断する。
「有料道路の通過に必要な金額」の判断は、例えば、少
なくとも有料道路の最短区間通過料金（当該入口から入
り次の出口で出る場合の料金）が残っているか否かに基
づいて行うことができる。必要な残高があれば、情報処
理部６ａ₂ は、通信制御部６ａ₁ 、アンテナユニット５
ａを通して、車載機に、有料道路の出口での料金の徴収
に必要な情報（日付や、入口ゲートの識別情報等）を送
信して車載機のメモリに書き込ませ、このことを確認し
た後、案内表示板７ａに所定の表示を出して、車両をノ
ンストップで通過させる。必要な残高が残っていなけれ
ば、案内表示板７ａに所定の表示を出し、車両を止めて
通行券を発行する。

【００２８】以上の処理手順に示したように、車載機か
ら応答してきた車線パターンと、路上機６ａが予め持っ
ている車線パターンとの照合を行い、車線パターンが一
致しなければ、車載機との通信を繰り返し行い、最終的
に一致しなかった場合は、通常の通行券発行手順に移行
することとしたので、当該車線以外の車線にある車両
を、当該車線を通過している車両と誤認して自動処理を
続けるということがなくなる。

【００２９】なお、本発明は、他の実施の形態をとるこ
とも可能である。例えば、前記の形態は、有料道路の料
金所における路車間通信システムであったが、駐車場の
料金所における路車間通信システムとしても同様にして
適用することができる。この場合は、「出口での料金の
徴収に必要な情報」が、時刻情報に変わるにすぎない。
また、料金の徴収以外にも、車両の検問等の種々のシス
テムに適用することができる。例えば、車載機に走行速
度を質問して一定の速度以上の車両のみ検問したいとき
に、車両の誤認をなくすため本発明の路車間通信システ
ムを適用することができる。

【００３０】また、前記の形態では、有料道路の料金所
に進入する道路の各車線に磁気ネイルを埋め込んでいた
が、これ以外に路面に極性のある磁気ベルトを張りつけ
てもよい。また、光学的に車線を検知する方式を採用し
てもよく、この場合には、車線に帯状の反射物を設け、
車両にフォトセル等の光学センサを設けて、車両通過時
のその反射パターンにより車線を識別させる。さらに、
反射物の色又はスペクトル分布を変え、車両に分光素子
や光学フィルタを取りつけて車線を識別させてもよい。

【００３１】その他、本発明の範囲内で種々の設計変更
を行うこと可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上のように請求項１又は２記載の発明
の路車間通信システムによれば、車載機から送信される
車線識別情報を受信して、この車線識別情報と、路上で
持っている車線情報との照合をすることにより、いま通
信をしている車両が当該車線を通過している車両である
か否かを確実に知ることができるので、当該車線以外の
車線にある車両を、当該車線を通過している車両と誤認
して間違った情報処理をするということがなくなる。

【００３３】また、請求項３記載の発明によれば、当該
車線へ進入した車両をさらに確実に特定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】道路に埋め込まれた磁気パターン構成を示す概
略図である。

【図２】有料道路の料金所における路車間通信システム
の概要を示す図である。

【図３】路上機の機能を説明するブロック図である。

【図４】車載機及びそれに挿入して使用するカードを示
すブロック図である。

【図５】従来の自動料金徴収システムの構成を示す概略
図である。

【符号の説明】

Ｚ_a ，Ｚ_b ゾーン １ａ，１ｂ 車種判別装置 ２ａ，２ｂ 車両進入感知器 ４ａ，４ｂ 退去感知器 ５ａ，５ｂ アンテナユニット ６ａ，６ｂ 路上機 ６ａ₁ 通信制御部 ６ａ₂ 情報処理部 １２ 車載機 １４ 通信制御部 １５ ＣＰＵ １６ 液晶表示部 １７ 磁気センサ １８ ＲＯＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に、車線識別情報を読み取るセンサを
   搭載するとともに、読み取った車線識別情報を記憶する
   メモリ及び無線送受信装置を含む車載機を搭載し、 複数の車線が設けられた路上には、車線識別情報を持っ
   た被読取り手段を車線ごとに設け、さらに車載機との間
   で無線通信をする通信手段を設置し、 前記通信手段により受信された車載機から送信される車
   線識別情報に基づき車両の通過する車線を特定し、当該
   車線を通過する車両の車載機との間で情報の通信を続け
   る通信制御手段を設置したことを特徴とする路車間通信
   システム。
2. 【請求項２】車両に、車線識別情報を読み取るセンサを
   搭載するとともに、読み取った車線識別情報を記憶する
   メモリ及び無線送受信装置を含む車載機を搭載し、 複数の車線が設けられた路上には、車線識別情報を持っ
   た被読取り手段を車線ごとに設け、さらに車載機との間
   で無線通信をする通信手段を設置し、 前記通信手段により受信された車載機から送信される車
   線識別情報に基づき車両の通過する車線を特定し、当該
   車線が所定の車線でない場合に、すでに収受した情報を
   無効化する通信制御手段を設置したことを特徴とする路
   車間通信システム。
3. 【請求項３】路上に、当該車線へ進入した車両の車両情
   報を判別する車両情報判別手段をさらに設置したことを
   特徴とする請求項１又は２記載の路車間通信システム。