KR102091958B1 - 요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체 - Google Patents

요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체 Download PDF

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가즈우미 곤도
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Abstract

요금 수수 시스템(1)은, 차선을 주행하는 차량(A)에 탑재된 차량 탑재 기기(A1) 중, 차선에 규정된 규정 통신 영역 내에 존재하는 차량 탑재 기기(A1)와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템(1)으로서, 차량(A)의 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지기와 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서, 차량(A)의 차종을 판별하는 차종 판별부(37)와, 차량 검지기에 의해 검지된 후에 차량 탑재 기기(A1)가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나(22 A)에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호(D4)에 근거하여, 전파를 발신한 차량 탑재 기기(A1)의 위치를 측정하는 위치 측정부(31)를 구비하고, 위치 측정부(31)는 위치 측정용 신호(D4)에 근거하여 계측된 전파의 도래 각도와 차량(A)의 차종 판별 결과로부터 추정된 차량 탑재 기기(A1)의 설치 높이에 근거하여 차량 탑재 기기(A1)의 위치를 측정한다.

Description

요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체
본 발명은 요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관한 것이다.
전자식 요금 수수 시스템(ETC: Electronic Toll Collection System(등록 상표), 「자동 요금 수수 시스템」이라고도 함)의 분야에서는, 차선(주행 레인)을 주행하는 복수의 차량과의 사이에서, 전파를 통해 정확하게 무선 통신을 행하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 노면이나 건축물에 있어서의 전파의 반사 등의 영향에 의해, 상정하고 있지 않은 차량(예를 들면, 옆 차선을 주행하는 차량 등)과 우발적으로 무선 통신을 행하여, 오작동을 일으키는 것이 염려되고 있다.
이 대책으로서, 차량에 탑재된 차량 탑재 기기로부터 송신된 전파의 도래 각도를 구하고, 그 차량(차량 탑재 기기)의 공간적 위치를 측정함으로써, 의도하는 차량과 정확히 무선 통신이 행해지고 있는지 여부를 판별하는 수법이 검토되고 있다.
또, 전파의 도래 각도를 구하는 수단으로서는, 예를 들면, 복수의 안테나 소자가 나열되어 배치된 전용의 어레이 안테나(AOA(Angle of Arrival) 안테나라고도 함)를 이용하여 차량 탑재 기기로부터의 전파를 수신하고, 당해 복수의 안테나 소자의 각각이 수신한 신호의 위상차에 근거하여 검출하는 수법이 고안되어 있다.
또한, 예를 들면 차량의 차종 정보로부터 차량 탑재 기기의 설치 높이를 추정하고, 이 설치 높이와, 검출된 전파의 발신원의 방향에 근거하여, 차량 탑재 기기가 소망하는 통신 영역 내에 있는지 여부를 판정하는 수법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 재2001-143111호 공보
그러나, 차종 정보(차종 판별 결과)로부터 차량 탑재 기기의 설치 높이를 추정하는 경우, 당해 차종 정보를 취득하는 타이밍과, 그 차량 탑재 기기과의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신을 개시하는 타이밍의 관계에 따라서는, 차량 탑재 기기의 위치를 측정할 수 없는 경우가 상정된다.
따라서, 그러한 종래의 방식에서는, 차량 탑재 기기의 설치 높이, 및 AOA 안테나에 대한 전파의 도래 각도의 양쪽에 근거하여, 차량 탑재 기기가 소망하는 통신 영역 내에 존재하는지 여부를 판정하는 것이 곤란하다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명은, 추정되는 차량 탑재 기기의 설치 높이와 AOA 안테나에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 차량 탑재 기기가 소망하는 통신 영역 내에 존재하는지 여부를 판정 가능한 요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 요금 수수 시스템(1)은, 차선(L)을 주행하는 차량(A)에 탑재된 차량 탑재 기기(A1) 중, 상기 차선으로 규정된 규정 통신 영역(Q) 내에 존재하는 차량 탑재 기기와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템으로서, 상기 차량의 상기 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지기(10)와, 상기 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서, 상기 차량의 차종을 판별하는 차종 판별부(37)와, 상기 차량 검지기에 의해 검지된 후에 상기 차량 탑재 기기가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나(22A)에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호(D4)에 근거하여, 상기 전파를 발신한 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 위치 측정부(31)를 구비하고, 상기 위치 측정부는, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정한다.
이렇게 함으로써, 차량이 규정 통신 영역 내에 진입하는 것보다 전의 단계에서, 당해 차량의 차종을 판별할 수 있다. 그 때문에, 요금 수수용의 무선 통신이 개시되는 시점에서는, 이미 차종 판별 결과에 따른 차량 탑재 기기의 설치 높이가 추정되어 있다. 따라서, 차량 탑재 기기가 요금 수수용의 무선 통신을 위해 발신하는 최초의 전파로, 당해 차량 탑재 기기의 위치를 추정할 수 있다. 이것에 의해, 추정되는 차량 탑재 기기의 설치 높이와 위치 측정용 안테나에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 차량 탑재 기기가 소망하는 통신 영역 내에 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따르면, 상술한 요금 수수 시스템에서, 상기 차종 판별부는, 상기 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서 취득된, 상기 차량에 대한 번호판 정보에 근거하여 당해 차량의 차종을 판별한다.
이렇게 함으로써, 차량의 번호판 정보를 취득 가능한 번호판 인식 장치가 원래 구비되어 있는 경우에, 별도의 장치를 추가 도입하는 일없이, 차량 탑재 기기의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따르면, 상술한 요금 수수 시스템에 있어서, 상기 차종 판별부는, 상기 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서 취득된, 상기 차량의 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터에 근거하여 당해 차량의 차종을 판별한다.
이렇게 함으로써, 번호판 인식 장치가 원래 설치되어 있지 않은 경우이더라도, 차량의 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터를 취득 가능한 레이저 스캐너를 새롭게 추가하는 것만으로, 간이적으로 차량 탑재 기기에 대한 위치 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따르면, 상술한 요금 수수 시스템은, 복수의 상기 위치 측정용 안테나 중 일부에 대해 이상을 검출한 경우에, 복수의 상기 위치 측정용 안테나의 각각으로부터 얻어지는 복수의 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 1 위치 측정 처리로부터, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 2 위치 측정 처리로 전환하는 위치 측정 처리 전환부(31c)를 더 구비한다.
이렇게 함으로써, 복수의 위치 측정용 안테나의 어느 하나에 이상이 생긴 경우이더라도, 제 2 위치 측정 처리를 통해 차선의 운용을 계속할 수 있다. 따라서, 위치 측정용 안테나의 고장이 발생했을 때에, 즉시 차선 폐쇄 등의 처치를 하지 않아도 좋다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따르면, 위치 측정 방법은, 차선을 주행하는 차량에 탑재된 차량 탑재 기기 중, 상기 차선으로 규정된 규정 통신 영역 내에 존재하는 차량 탑재 기기와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템에 있어서, 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 방법으로서, 상기 차량의 상기 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지 공정과, 상기 차량 검지 공정에서 검지되는 것보다 전의 단계에서, 상기 차량의 차종을 판별하는 차종 판별 공정과, 상기 차량 검지 공정에서 검지된 후에 상기 차량 탑재 기기가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 전파를 발신한 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 위치 측정 공정을 갖고, 상기 위치 측정 공정에서, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정한다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따르면, 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록된 프로그램은, 차선을 주행하는 차량에 탑재된 차량 탑재 기기 중, 상기 차선으로 규정된 규정 통신 영역 내에 존재하는 차량 탑재 기기와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템에서, 상기 차량의 상기 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지기를 구비하는 요금 수수 시스템의 컴퓨터를, 상기 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서, 상기 차량의 차종을 판별하는 차종 판별 수단, 상기 차량 검지기에 의해 검지된 후에 상기 차량 탑재 기기가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 전파를 발신한 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 위치 측정 수단으로서 기능시키고, 상기 위치 측정 수단은, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정한다.
상술한 요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체에 의하면, 추정되는 차량 탑재 기기의 설치 높이와, 위치 측정용 안테나에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 차량 탑재 기기가 소망하는 통신 영역 내에 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 제 1 실시 형태와 관련되는 차선 서버와 차량 탑재 기기의 사이에서 행해지는 요금 수수용의 무선 통신을 설명하는 제 1 도면이다.
도 4는 제 1 실시 형태와 관련되는 차선 서버와 차량 탑재 기기의 사이에서 행해지는 요금 수수용의 무선 통신을 설명하는 제 2 도면이다.
도 5는 제 1 실시 형태와 관련되는 식별자 추출부(30)의 기능을 설명하는 도면이다.
도 6은 제 1 실시 형태와 관련되는 위치 측정용 안테나의 회로 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 제 1 실시 형태와 관련되는 위치 측정부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 8은 제 1 실시 형태와 관련되는 식별자 등록부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 9는 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 제 1 도면이다.
도 10은 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 제 2 도면이다.
도 11은 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 제 3 도면이다.
도 12는 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 제 4 도면이다.
도 13은 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 도면이다.
도 15는 제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 제 4 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 17은 제 4 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 18은 제 4 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부의 기능을 설명하는 제 1 도면이다.
도 19는 제 4 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부의 기능을 설명하는 제 2 도면이다.
도 20은 제 4 실시 형태의 변형예와 관련되는 판정 조건 설정부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 21은 제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 23은 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는 제 6 실시 형태와 관련되는 차종 판별부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 25는 제 6 실시 형태와 관련되는 위치 측정부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 26은 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 도면이다.
도 27은 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 28은 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 29는 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 차종 판별부의 기능을 설명하는 제 1 도면이다.
도 30은 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 차종 판별부의 기능을 설명하는 제 2 도면이다.
도 31은 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
<제 1 실시 형태>
이하, 도 1~도 12를 참조하면서, 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
(요금 수수 시스템의 전체 구성)
도 1은 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 차선을 주행하는 차량과의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신을 행하여, 해당 차량을 정지시키는 일 없이 전자 결제(요금 수수 처리)를 완료하는 요금 수수 시스템이다.
이와 같은 요금 수수 시스템(1)은, 예컨대, 고속 도로 등의 유료 도로에 있어서의 입구 요금소, 출구 요금소 등에 마련된다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 요금 수수 시스템(1)에는 복수의 차선 L이 인접하여 부설되어 있고, 해당 입구 요금소, 출구 요금소를 통과하고자 하는 차량 A는, 각 차선 L의 어느 한쪽을 주행한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 요금 수수 시스템(1)은, 차량 검지기(10)와, 요금 수수용 안테나(20)와, 차선 서버(21)와, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)와, 통신 제어 장치(3)를 구비하고 있다.
차량 검지기(10)는, 차선 L의 상류측(-X 방향측)에 있어서의 아일랜드 I 상에 마련되고, 그 차선 L에 차량이 진입했는지 여부를 검지한다.
요금 수수용 안테나(20)는, 후술하는 차선 서버(21)와, 차량 A에 탑재된 차량 탑재 기기의 사이에서 무선 통신을 행하기 위한 무선 통신 인터페이스이다.
요금 수수용 안테나(20)는, 지지체 G(갠트리(gantry), 폴 등)를 통해서 복수의 차선 L의 각각에 배치되어, 각 차선 L을 주행하는 차량 A를 대상으로 하여 무선 통신을 행한다. 구체적으로는, 요금 수수용 안테나(20)는, 차선 L에 있어서의 차량 검지기(10)보다 하류측(+X 방향측)에 있어서, 노면 위쪽(+Z 방향) 및 차선 폭 방향(±Y 방향) 중앙 부근에 설치된다.
요금 수수용 안테나(20)는, 차선 L에 있어서의 규정 통신 영역 Q의 영역 내에 존재하는 차량 A가 무선 통신의 대상이 되도록, 송수신 가능한 전파의 지향성이 미리 설계되어 있다.
차선 서버(21)는, 차선 L 등으로부터 떨어진 위치(통신실 R)에 마련되고, 요금 수수 시스템(1)에 있어서의 요금 수수 처리 전체를 제어한다. 특히, 제 1 실시 형태에 있어서, 차선 서버(21)는, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서, 차선 L을 주행하는 차량 A에 탑재된 차량 탑재 기기 A1과, 해당 차량 A에 대한 요금 수수용의 무선 통신을 행한다.
차선 서버(21)는, 차량 검지기(10)를 통해서 차량 A의 차선 L로의 진입을 검지한 경우에, 해당 차량 A와의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신을 개시하기 위해, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서 전파를 출력한다.
위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 각각, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 수신하여, 해당 전파의 도래 각도를 검출 가능하게 하는 AOA(Angle of Arrival) 안테나이다. 구체적으로는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 수평 방향, 수직 방향으로 복수의 안테나 소자(도시하지 않음)가 나란히 배치되어 이루어지는 어레이 안테나이다. 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 각각, 상기 복수의 안테나 소자의 각각을 통해서 소정의 방향으로부터 도래한 전파를 수신했을 때에, 해당 전파의 도래 각도에 따른 위상차를 나타내는 신호를 출력한다. 위치 측정용 안테나(22A)로부터 출력된 상기 신호의 위상차를 해석함으로써, 해당 위치 측정용 안테나(22A)에 대한 수평 방향, 수직 방향의 각각에 대한 전파의 도래 각도를 검출할 수 있다. 또한, 위치 측정용 안테나(22B)로부터 출력된 상기 신호의 위상차를 해석함으로써, 해당 위치 측정용 안테나(22B)에 대한 수평 방향, 수직 방향의 각각에 대한 전파의 도래 각도를 검출할 수 있다.
여기서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 위치 측정용 안테나(22A) 및 위치 측정용 안테나(22B)는, 지지체 G의 차선 L의 차선 폭 방향에 있어서 서로 상이한 위치에 설치되어 있다. 구체적으로는, 위치 측정용 안테나(22A)는, 요금 수수용 안테나(20)에 대하여, 차량 A의 진행 방향 좌단(+Y 방향측)에 배치되고, 위치 측정용 안테나(22B)는, 요금 수수용 안테나(20)에 대하여, 차량 A의 진행 방향 우단(-Y 방향측)에 배치되어 있다.
이와 같이 배치됨으로써, 위치 측정용 안테나(22A)에 대한 전파의 도래 각도와, 위치 측정용 안테나(22B)에 대한 전파의 도래 각도의 양쪽을 조합한 삼각 측량에 의해, 전파를 발신한 차량 탑재 기기 A1의 차선 L 상에 있어서의 위치를 정밀하게 측정할 수 있다.
통신 제어 장치(3)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)를 접속하는 광통신 케이블 O 상에 마련되어 있다. 통신 제어 장치(3)는, 차선 L의 규정 통신 영역 Q 내에 진입한 차량 A(차량 탑재 기기 A1)와, 차선 서버(21)의 사이에서 행해지는 요금 수수용의 무선 통신의 통신 제어를 행한다.
통신 제어 장치(3)의 구체적인 처리에 대해서는 후술한다.
또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 요금 수수 시스템(1)에는, 차선 L 전체를 덮는 캐노피 CA가 마련되어 있다. 이와 같은 캐노피 CA 외에, 차선 L의 노면, 그 외의 건축물 등에 있어서는, 전파의 반사가 생길 수 있다. 그렇다면, 상술한 바와 같은 전파의 반사를 통해서, 어느 차선 L에 마련된 요금 수수용 안테나(20)가, 해당 차선 L의 규정 통신 영역 Q 밖을 주행하는 차량 A(차량 탑재 기기 A1)로부터의 전파를 수신하는 것이 상정된다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 2는 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 통신 제어 장치(3)는, 식별자 추출부(30)와, 위치 측정부(31)와, 주 제어부(32)와, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)와, O/E 변환부(34A, 34B)와, 통신 인터페이스부(35)를 구비하고 있다.
식별자 추출부(30)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 요금 수수용 안테나(20)로 수신하여 얻어지는 차량 탑재 기기 발신 신호로부터, 해당 차량 탑재 기기 발신 신호에 포함되는 소정의 식별자를 추출한다.
여기서, "차량 탑재 기기 발신 신호"란, 요금 수수용의 무선 통신에 있어서, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서 차량 탑재 기기 A1이 차선 서버(21)에 송신하는 신호이고, 해당 차량 탑재 기기 A1을 식별하기 위한 식별자를 포함하는 신호이다. 또, 제 1 실시 형태에 있어서의 "차량 탑재 기기 발신 신호"란, 보다 구체적으로는, 협역 통신(DSRC : Dedicated Short-Range Communication) 시스템의 표준적인 통신 규격인 ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) 표준 규격에 있어서 "ACTC 신호"(액티베이션 채널 신호)로서 규정되는 신호이다(이하, "차량 탑재 기기 발신 신호"를 "ACTC 신호 D2"라고도 표기한다). 또한, 제 1 실시 형태에 있어서, "식별자"란, 차량 탑재 기기 A1을 식별하기 위해 차량 탑재 기기에 고유하게 할당된 정보이고, ARIB 표준 규격에 있어서 "LID"(Link ID, 링크 어드레스 필드)로서 규정되는 정보이다(이하, "식별자"를 "LID"라고도 표기한다).
또, ACTC 신호 D2는, 예컨대, ASK(amplitude-shift keying) 변조 방식으로 변조된 변조 신호이다. 식별자 추출부(30)는, ASK 변조 방식으로 변조된 ACTC 신호 D2를 순서대로 복호하여 LID를 추출한다.
위치 측정부(31)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어지는 위치 측정용 신호(후술하는 IQ 신호 D4)에 근거하여, 해당 전파를 발신한 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다. 여기서, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파로서, 요금 수수용 안테나(20)에 의해 수신되는 전파와 동일한 전파를 수신한다.
위치 측정부(31)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어지는 IQ 신호 D4의 입력을 접수한다. IQ 신호 D4에는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각에 대하여 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파의 도래 각도에 따른 위상차를 나타내는 정보가 포함되어 있다.
위치 측정부(31)는, 입력된 2개의 IQ 신호 D4에 근거하여, 위치 측정용 안테나(22A)에 대한 전파(차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파)의 도래 각도 및 위치 측정용 안테나(22B)에 대한 전파의 도래 각도를 검출한다. 그리고, 위치 측정부(31)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각의 공간적 위치를 나타내는 정보(규정치)와, 2종류의 전파의 도래 각도를 이용하여 삼각 측량 연산을 행함으로써, 차량 A(차량 탑재 기기 A1)의 공간적 위치를 측정한다.
주 제어부(32)는, 통신 제어 장치(3)의 동작 전체를 담당하는 프로세서이다. 주 제어부(32)가 갖는 각종 기능에 대해서는 후술한다.
차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 통신 제어 장치(3)의 내부에 있어서, 요금 수수용 안테나(20)로부터 차선 서버(21)를 향해서 송신되는 ACTC 신호 D2를 중계하도록 마련되어 있다.
차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 식별자 추출부(30)에 의해, 차량 탑재 기기 A1이 송신한 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID가, 주 제어부(32)에 의해 등록된 허가 식별자(후술)와 일치하는 경우에, 해당 ACTC 신호 D2를 차선 서버(21)에 전송한다.
O/E 변환부(34A) 및 O/E 변환부(34B)는, 각각, 전기 신호와 광 신호를 서로 변환한다. O/E 변환부(34A)는, 요금 수수용 안테나(20)로부터 광통신 케이블 O(도 1)를 통해서 전송된 광 신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 또한, O/E 변환부(34B)는, O/E 변환부(34A)에 의해 변환된 전기 신호를 다시 광 신호로 변환하고, 광통신 케이블 O(도 1)를 통해서 차선 서버(21)를 향해서 전송한다.
또한, O/E 변환부(34B)는, 차선 서버(21)로부터 광통신 케이블 O(도 1)를 통해서 전송된 광 신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 또한, O/E 변환부(34A)는, O/E 변환부(34B)에 의해 변환된 전기 신호를 다시 광 신호로 변환하고, 광통신 케이블 O(도 1)를 통해서 요금 수수용 안테나(20)를 향해서 전송한다.
이와 같이 함으로써, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)의 사이의 통신이 광 신호로 교환되는 경우에 있어서, 통신 제어 장치(3)는, 해당 광 신호를 전기 신호로서 취급할 수 있다. 이것에 의해, 통신 제어 장치(3)는, 내부에 실장된 기존의 전기 회로 소자를 조합하여, 복잡한 통신 제어를 행할 수 있다.
통신 인터페이스부(35)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)와, 통신 제어 장치(3)의 사이의 통신 인터페이스이다. 통신 인터페이스부(35)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파를 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4를, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로부터 입력하고, 이것을 위치 측정부(31)를 향해서 출력한다. 또한, 통신 인터페이스부(35)는, 주 제어부(32)로부터 입력된 게이트 신호 D3(후술)을, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각을 향해서 출력한다.
다음으로, 주 제어부(32)의 각종 기능에 대하여 설명한다.
주 제어부(32)는, 게이트 신호 출력부(320), 위치 판정부(321), 식별자 등록부(322) 및 식별자 대조부(323)로서의 기능을 발휘한다.
게이트 신호 출력부(320)는, 차선 서버(21)가 송신하는 요구 신호의 입력을 접수하여, 해당 요구 신호가 송신된 타이밍으로부터 미리 규정된 시간의 경과 후에, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)를 향해서, 게이트 신호 D3을 출력한다.
여기서, "요구 신호"란, 요금 수수용의 무선 통신에 있어서, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서 차선 서버(21)가 차량 탑재 기기 A1을 향해서 송신하는 신호이고 해당 차량 탑재 기기 A1에 대하여 ACTC 신호 D2의 송신을 요구하기 위한 신호이다. 또, 제 1 실시 형태에 있어서의 "요구 신호"란, 보다 구체적으로는, ARIB 표준 규격에 있어서 "FCMC 신호"(프레임 컨트롤 메시지 채널 신호)로서 규정되는 신호이다(이하, "요구 신호"를 "FCMC 신호 D1"이라고도 표기한다).
또한, "게이트 신호"란, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 제어에 이용하는 신호이고, 해당 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 있어서의 전파의 수신 및 IQ 신호 D4의 취득을 지시하기 위한 신호이다. 즉, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 입력된 게이트 신호 D3에 의해 지시되는 기간에만, IQ 신호 D4를 취득한다.
위치 판정부(321)는, 위치 측정부(31)에 의해 측정된 차량 탑재 기기 A1의 공간적 위치를 취득하여, 해당 차량 탑재 기기 A1이 미리 규정된 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는지 여부를 판정한다.
식별자 등록부(322)는, 위치 판정부(321)에 의해, 취득된 IQ 신호 D4에 근거하여 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 경우에, 해당 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID를 허가 식별자로서 등록한다. 여기서 "허가 식별자"란, 주 제어부(32)가 갖는 기록 매체(도시하지 않음)에, 일시적으로 등록(기록)된 LID를 가리킨다(이하, "허가 식별자"를 "허가 LID"라고도 표기한다).
식별자 대조부(323)는, 식별자 추출부(30)를 통해서 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID를 순서대로, 식별자 등록부(322)에 의해 등록된 허가 LID와 비교하고, 양자가 일치하는지 여부를 판정한다.
식별자 대조부(323)는, 양자가 일치하는 경우에는, ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID와 등록된 허가 LID가 일치하는 경우에, 그것을 나타내는 신호를 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)를 향해서 출력한다.
(요금 수수용의 무선 통신의 설명)
도 3, 도 4는 각각 제 1 실시 형태와 관련되는 차선 서버와 차량 탑재 기기의 사이에서 행해지는 요금 수수용의 무선 통신을 설명하는 제 1 도면, 제 2 도면이다.
도 3은 차선 서버(21)가 차량 탑재 기기 A1을 향해서 송신하는 FCMC 신호 D1과, 차량 탑재 기기 A1이 차선 서버(21)를 향해서 송신하는 ACTC 신호 D2의 타이밍 차트를 나타내고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 차선 서버(21)는, 규정 통신 영역 Q(도 1)를 향해서, 일정한 주기로 반복하여 FCMC 신호 D1을 송신함으로써, 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 차량 탑재 기기 A1에 의한 ACTC 신호 D2의 송신(답신)을 요구한다.
상술한 ARIB 표준 규격에 의하면, FCMC 신호 D1을 수신한 차량 탑재 기기 A1은, 미리 상이한 기간별로 규정된 6개의 채널(도 3에 나타내는 채널 C1~C6) 중 어느 하나에 대응하는 타이밍에, 해당 차량 탑재 기기 A1에 미리 할당된 LID를 포함하는 ACTC 신호 D2를 전파로 송신한다.
여기서, 차량 탑재 기기 A1이 ACTC 신호 D2를 송신하는 타이밍(채널 C1~C6)은, 그 송신의 때마다, 랜덤으로 선택된다. 이것에 의해, 동일한 규정 통신 영역 Q에 있어서, 복수의 차량 A(차량 탑재 기기 A1)가 동시에 FCMC 신호 D1을 수신한 경우에 있어서, 해당 복수의 차량 탑재 기기 A1의 각각으로부터 송신되는 ACTC 신호 D2의 송신의 타이밍이 겹쳐 혼신(interference)하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에 있어서, 차선 서버(21)는, 차량 탑재 기기 A1로부터의 ACTC 신호 D2를 올바르게 수신한 경우에는, 해당 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID에 근거하여 특정한 차량 탑재 기기 A1과의 통신 링크를 확립하고, 요금 수수를 위한 실체적인 처리로 이행한다. 그러나, 차선 서버(21)는, 차량 탑재 기기 A1로부터의 ACTC 신호 D2를 올바르게 수신할 수 없었던 경우에는, 해당 ACTC 신호 D2를 송신한 차량 탑재 기기 A1에 대해서는 통신 링크의 확립을 하지 않는다. 통신 링크가 확립되지 않은 차량 탑재 기기 A1은, 다음번의 FCMC 신호 D1에 대하여 다시 ACTC 신호 D2를 송신한다(도 3 참조).
여기서, "ACTC 신호 D2를 올바르게 수신할 수 없다"란, 예컨대, 복수의 차량 탑재 기기 A1에 의해 랜덤으로 선택된 채널 C1~C6이 우연히 겹쳐 버려, ACTC 신호 D2가 혼신한 경우이다. 이 경우, 차선 서버(21)가 FCMC 신호 D1을 다시 송신함으로써, 복수의 차량 탑재 기기 A1은, 다시, 채널 C1~C6을 랜덤으로 선택하여 ACTC 신호 D2를 재송신한다. 그리고, 복수의 차량 탑재 기기 A1의 각각이, 서로 상이한 채널 C1~C6을 선택한 경우에는 혼신이 해소된다.
또한, 차선 서버(21)는, ACTC 신호 D2의 각각에 포함되는 CRC(오류 검출 정보)가 부정한 경우에도, 차량 탑재 기기 A1과의 통신 링크의 확립을 행하지 않는다.
여기서, CRC란, 일반적으로, 송신해야 하는 일련의 신호(데이터 열)의 배열 패턴에 근거하여, 해당 일련의 신호의 가장 후미에 첨부되는 정보이다. 구체적으로는, 송신측(차량 탑재 기기 A1)은, 송신해야 하는 데이터 열을 기초로 미리 정해진 나눗셈을 행하고, 그 나머지를 체크용의 값으로서 추가한 다음 송신한다. 수신측(차선 서버(21))에서는, 받은 데이터 열을 바탕으로 동일한 계산을 행하고, 그 결과를 체크용의 값과 비교하여 데이터 파손의 유무를 판단한다.
즉, 차선 서버(21)는, ACTC 신호 D2의 가장 후미에 첨부된 CRC를 체크함과 아울러, 이것이 수신한 ACTC 신호 D2의 데이터 열에 정합하지 않는다고 판정한 경우에는, 해당 ACTC 신호 D2를 송신한 차량 탑재 기기 A1에 대해서는 통신 링크의 확립을 행하지 않는다. 따라서, 차량 탑재 기기 A1은, 다음번의 FCMC 신호 D1에 대하여 다시 ACTC 신호 D2를 송신한다.
또, ARIB 표준 규격에 있어서는, 차선 서버(21)가 FCMC 신호 D1을 송신한 시각 tfa로부터, 차량 탑재 기기 A1이 ACTC 신호 D2를 답신하는 시각 ta1, ta2, …까지의 기간이 미리 고정되어 있다. 여기서, 시각 ta1, ta2, …, ta6은, 시각 tfa에 송신된 FCMC 신호 D1에 대한 ACTC 신호 D2의 송신 개시 시각이고, 각각, 채널 C1, C2, …, C6의 각각의 개시 시각이다(도 3 참조).
마찬가지로, 2회째의 FCMC 신호 D1을 송신한 시각 tfb로부터, 차량 탑재 기기 A1이 ACTC 신호 D2를 답신하는 시각 tb1, tb2, …까지의 기간도 미리 고정되어 있다. 여기서, 시각 tb1, tb2, …, tb6은, 시각 tfb에 송신된 FCMC 신호 D1에 대한 ACTC 신호 D2의 송신 개시 시각이고, 각각, 채널 C1, C2, …, C6의 각각의 개시 시각이다.
또한, 도 3에 나타내는 기간 ti는, 차선 서버(21)에 의한 FCMC 신호 D1의 재송신이 행해진 경우에 있어서, 1회째의 FCMC 신호 D1에 대한 가장 느린 ACTC 신호 D2(채널 C6)의 송신이 완료된 시각으로부터, 2회째의 FCMC 신호 D1에 대한 가장 빠른 ACTC 신호 D2(채널 C1)의 송신이 개시될 때까지의 인터벌 기간이다.
다음으로, 도 4를 참조하면서, ACTC 신호 D2에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, ARIB 표준 규격에 있어서, ACTC 신호 D2에는, PR(프리앰블), UW2(유니크 워드), FID(식별 번호 필드), LID, LRI(링크 요구 정보 필드), CRC가 포함된다.
여기서, PR(프리앰블)은, ACTC 신호 D2의 선두에 첨부되는 정보이고, 수신측(차선 서버(21))에서 수신 처리의 동기를 취하기 위해 마련된 데이터 열이다. 또한, UW2(유니크 워드)는, 이 UW2를 포함하는 신호의 종류를 식별하기 위한 정보이다. ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2에는, 이 신호가 "ACTC 신호"인 것을 나타내는 정보("ACTC")가 포함되어 있다.
또한, LID에는, 송신원인 차량 탑재 기기 A1의 각각을 식별하기 위한 정보(예컨대, "LID-0013")가 포함되어 있다.
또, CRC에 대해서는, 이미 설명한 바와 같다. 도 4에 나타내는 바와 같이, ACTC 신호 D2에 있어서, CRC는, LID보다 뒤에 송신된다.
또한, FID(식별 번호 필드) 및 LRI(링크 요구 정보 필드)에 대해서는 설명을 생략한다.
(식별자 추출부의 기능)
도 5는 제 1 실시 형태와 관련되는 식별자 추출부(30)의 기능을 설명하는 도면이다.
식별자 추출부(30)는, 요금 수수용 안테나(20)로부터 차선 서버(21)를 향해서 송신되는 ACTC 신호 D2를 상시 감시하고 있다(도 2의 블록도 참조). 식별자 추출부(30)는, ACTC 신호 D2의 입력을 접수할 때마다, 해당 ACTC 신호 D2를 순서대로 복호하여, UW2와, LID를 추출한다. 그리고, 식별자 추출부(30)는, 각 ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2와 LID를, 해당 ACTC 신호 D2가 송신된 타이밍인 채널 C1~C6에 관련시켜 일시적으로 기록한다.
예컨대, 도 3에 나타낸 바와 같이, 1회의 FCMC 신호 D1의 송신에 대하여, 2개의 상이한 차량 탑재 기기 A1로부터, 각각, 채널 C2 및 채널 C5의 기간에 ACTC 신호 D2가 송신된 것으로 한다. 이 경우, 식별자 추출부(30)는, 채널 C2에 수신한 ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2("ACTC") 및 LID("LID-0013")와, 채널 C5에 수신한 ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2("ACTC") 및 LID("LID-0201")를 각각 기록하여, 도 5에 나타내는 바와 같은 식별자 추출 정보를 작성한다.
또, 식별자 추출부(30)는, ACTC 신호 D2를 수신하지 않은 다른 채널 C1, C3, C4, C6에 대해서는, UW2, LID에 대한 정보를 기록하지 않는다.
(위치 측정용 안테나의 회로 구성)
도 6은 제 1 실시 형태와 관련되는 위치 측정용 안테나의 회로 구성을 나타내는 도면이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 안테나 소자(220)와, 검파 증폭기(221)와, AND 게이트부(222)와, A/D 변환기(223)와, I/Q 데이터 연산부(224)를 구비하고 있다.
안테나 소자(220)는, 차량 탑재 기기 A1로부터 발신되는 전파를 수신하는 소자이다. 안테나 소자(220)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 본체 내부에 있어서, 소정의 간격을 두고, 어레이 형상으로 복수 마련되어 있다. 각 안테나 소자(220)는, 수신한 전파에 따른 고주파 신호(아날로그 신호)를, 검파 증폭기(221)를 향해서 출력한다.
검파 증폭기(221)는, 전파의 수신에 따라 안테나 소자(220)로부터 출력된 고주파 신호를 검파 및 증폭하여 출력한다.
AND 게이트부(222)는, 통신 인터페이스부(35)(도 2)를 통해서, 게이트 신호 출력부(320)(도 2)가 출력하는 게이트 신호 D3의 입력을 접수한다. 그리고, AND 게이트부(222)는, 게이트 신호 D3이 "ON"(고전위)이 되는 기간만, 검파 증폭기(221)로 증폭된 고주파 신호를 A/D 변환기(223)에 출력한다.
A/D 변환기(223)는, AND 게이트부(222)를 거쳐서 입력된 아날로그 신호(고주파 신호)를 디지털 신호(샘플링 데이터)로 변환한다.
I/Q 데이터 연산부(224)는, A/D 변환기(223)를 통해서 입력된 디지털 신호에 근거하여, 각 안테나 소자(220)로 수신한 각 고주파 신호의 위상을 나타내는 I/Q 데이터를 생성하고, IQ 신호 D4를 출력한다.
여기서, 게이트 신호 출력부(320)(도 2)는, 차선 서버(21)가 FCMC 신호 D1을 송신한 시각(도 3에 나타내는 시각 tfa)으로부터 미리 규정된 시간의 경과 후(도 3에 나타내는 시각 ta1, ta2, …, ta6의 각각)에 있어서 "ON"이 되는 게이트 신호 D3을 출력한다. 즉, 게이트 신호 출력부(320)는, 채널 C1~C6(도 3)의 각각에 대응하는 기간만 "ON"이 되어, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 있어서의 전파의 수신 및 IQ 신호 D4의 취득을 지시한다.
이것에 의해, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 채널 C1~C6의 기간별로, IQ 신호 D4를 취득할 수 있다. 예컨대, 도 6에 나타내는 차량 탑재 기기 A1은, 차선 서버(21)를 향해서 ACTC 신호 D2를 송신하기 위해, 채널 C2의 개시 시각 ta2에 전파를 발신한 것으로 한다. 이 경우, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 게이트 신호 D3에 의해 나타내어진 채널 C2에 대응하는 ON 기간(시각 ta2로부터 개시되는 ON 기간)에 있어서, 해당 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파를 수신한다. 이 경우, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 취득한 IQ 신호 D4가, 채널 C2의 기간에 수신한 전파에 근거하는 것임을 관련시켜 출력한다.
또한, 도 6에 나타내는 차량 탑재 기기 A1과는 상이한 다른 차량 탑재 기기 A1은, 채널 C5의 개시 시각 ta5에 전파를 발신한 것으로 한다. 이 경우, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 게이트 신호 D3에 의해 나타내어진 채널 C5에 대응하는 ON 기간(시각 ta5로부터 개시되는 ON 기간)에 있어서, 해당 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파를 수신한다. 이 경우, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 취득한 IQ 신호 D4가, 채널 C5의 기간에 수신한 전파에 근거하는 것임을 관련시켜 출력한다.
이와 같이, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 게이트 신호 출력부(320)로부터 입력되는 게이트 신호 D3에 근거하여 동작함으로써, 차량 탑재 기기 A1로부터 전파를 수신한 타이밍(채널 C1~C6)과, 해당 전파의 수신에 의해 얻어진 IQ 신호 D4를 관련시켜 출력할 수 있다.
(위치 측정부의 기능)
도 7은 제 1 실시 형태와 관련되는 위치 측정부의 기능을 설명하는 도면이다.
위치 측정부(31)는, 통신 인터페이스부(35)를 통해서, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 IQ 신호 D4의 입력을 접수한다. 위치 측정부(31)는, IQ 신호 D4가 입력되면, 해당 IQ 신호 D4에 나타내어지는 위상차에 근거하여, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각에 대하여, 차량 탑재 기기 A1로부터 발신된 전파가 도래한 각도를 산출한다. 그리고, 위치 측정부(31)는, 위치 측정용 안테나(22A)에 대한 전파의 도래 각도와, 위치 측정용 안테나(22B)에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 삼각 측량 연산을 행하여, 공간 내에 있어서의 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다.
여기서, 위치 측정부(31)는, 채널 C1~C6의 각각의 기간에 수신한 전파에 근거하여 취득된 각 IQ 신호 D4에 대하여, 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다. 즉, 위치 측정부(31)는, 도 7에 나타내는 바와 같은, 각 채널 C1~C6의 각각에 관련되는 위치 측정 결과를 나타내는 위치 측정 정보를 취득한다.
예컨대, 채널 C2 및 채널 C5의 기간에 있어서 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파의 수신이 있었을 경우에는, 위치 측정부(31)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 채널 C2에 관련되는 IQ 신호 D4(채널 C2의 기간에 취득된 전파에 근거하는 IQ 신호 D4)에 근거하여 산출된 공간 내의 위치 측정 결과 (X2, Y2, Z2)와, 채널 C5에 관련되는 IQ 신호 D4에 근거하여 산출된 공간 내의 위치 측정 결과 (X5, Y5, Z5)를 산출한다.
위치 측정부(31)는, 각 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과를 나타내는 위치 측정 정보를, 위치 판정부(321)에 출력한다.
그리고, 위치 판정부(321)는, 위치 측정부(31)로부터 입력된 위치 측정 정보에 근거하여, 각 차량 탑재 기기 A1이 미리 규정된 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는지 여부를 판정한다.
구체적으로는, 위치 판정부(321)는, 규정 통신 영역 Q의 공간적 범위에 따른 판정 임계치(예컨대, X축 임계치 Qxa, Qxb, Y축 임계치 Qya, Qyb 및 Z축 임계치 Qza, Qzb)를 미리 유지하고 있다(Z축 임계치 Qza, Qzb에 관해서는, 차량 탑재 기기 A1이 차량 A에 탑재되는 높이에 따른 값(예컨대, Qza=0.5m, Qzb=2.0m 등)으로 규정된다). 그리고, 위치 판정부(321)는, 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과와, 상기 판정 임계치를 비교하여, 미리 규정된 판정 조건(예컨대, Qxa<X2<Qxb, Qya<Y2<Qyb, Qza<Z2<Qzb)을 만족하고 있는지 여부를 판정한다.
도 8은 제 1 실시 형태와 관련되는 식별자 등록부의 기능을 설명하는 도면이다.
식별자 등록부(322)는, 위치 판정부(321)에 의해, IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 경우에, 해당 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID를 허가 LID로서 등록한다.
구체적으로는, 식별자 등록부(322)는, 식별자 추출부(30)에 의해 일시적으로 기록된 식별자 추출 정보(도 5)를 참조하여, 위치 판정부(321)에 의해 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 채널 C1~C6에 관련된 LID를, 허가 LID로서 등록한다.
예컨대, 위치 판정부(321)가, 도 7에 나타내는 위치 측정 정보에 근거하여, 채널 C2, 채널 C5의 각각에 관련되는 위치 측정 결과 (X2, Y2, Z2), (X5, Y5, Z5)의 양쪽이 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정한 것으로 한다. 이 경우, 식별자 등록부(322)는, 식별자 추출부(30)가 기록한 식별자 추출 정보(도 5)를 참조하여, 채널 C2에 관련된 LID("LID-0013")와, 채널 C5에 관련된 LID("LID-0201")를 허가 LID로서 등록한다. 이것에 의해, 식별자 등록부(322)는, 도 8에 나타내는 바와 같은 허가 식별자 정보를 생성한다.
이상과 같이, 식별자 등록부(322)는, 식별자 추출부(30)가 ACTC 신호 D2로부터 추출한 각 LID(도 5)와, 위치 측정부(31)가 IQ 신호 D4에 근거하여 측정한 각 위치 측정 결과(도 7)를 동일한 채널 C1~C6으로 관련시킨 경우에, 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 위치 측정 결과에 관련되는 LID를, 허가 LID로서 등록하고 있다.
여기서, 채널 C1~C6이 동일하다고 하는 것은, 요금 수수용 안테나(20)가 ACTC 신호 D2를 얻기 위한 전파를 수신한 타이밍과, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)가 IQ 신호 D4를 얻기 위한 전파를 수신한 타이밍이 일치한다고 하는 것이다.
즉, 식별자 등록부(322)는, 어느 IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 경우에, 해당 IQ 신호 D4를 얻었을 때에, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 있어서 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를 수신한 타이밍과 동일한 타이밍에, 해당 전파를 요금 수수용 안테나(20)로 수신하여 얻어진 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID를 허가 LID로서 등록한다.
(요금 수수 시스템의 처리 흐름)
도 9~도 12는 각각 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 제 1 도면~제 4 도면이다.
이하, 도 9~도 12 및 도 2를 참조하면서, 요금 수수 시스템(1)이 차량 A와의 사이에서 행하는 요금 수수 처리 전체의 흐름에 대하여 설명한다.
우선, 도 2, 도 9를 참조하면서, 요금 수수용의 무선 통신이 개시된 직후에, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서 행해지는 요금 수수용의 무선 통신의 흐름에 대하여 설명한다.
우선, 시각 t0에 있어서, 차선 서버(21)가, 차량 검지기(10)(도 1)를 통해서, 차량 A의 진입을 검지한 것으로 한다. 이 경우, 차선 서버(21)는, 시각 t0의 직후의 시각 tfa에 있어서, FCMC 신호 D1의 송신을 개시한다(스텝 S001).
차선 서버(21)가 송신한 FCMC 신호 D1은, 통신 제어 장치(3)를 경유하여 요금 수수용 안테나(20)에 송신되고, 해당 요금 수수용 안테나(20)로부터 전파로서 발신된다. 이때, 차량 탑재 기기 A1은, 차선 서버(21)로부터의 1회째의 FCMC 신호 D1을 수신한다(스텝 S201).
또한, 통신 제어 장치(3)의 게이트 신호 출력부(320)(도 2)는, 스텝 S001에 있어서 차선 서버(21)로부터 요금 수수용 안테나(20)에 송신되는 FCMC 신호 D1의 입력을 접수하여, 차선 서버(21)에 의한 FCMC 신호 D1의 송신의 타이밍을 검출한다(스텝 S101). 게이트 신호 출력부(320)는, 이 타이밍을 기준으로 하여 시간 계측을 개시하고, 미리 규정된 채널 C1~C6에 대응하는 기간에 "ON"이 되는 게이트 신호 D3을 출력한다(도 3, 도 6 참조).
FCMC 신호 D1을 수신한 차량 탑재 기기 A1은, FCMC 신호 D1에 포함되는 각종 정보를 판독하여, 즉시, ACTC 신호 D2를 송신하기 위한 처리를 개시한다. 여기서, 차량 탑재 기기 A1은, 우선, ACTC 신호 D2를 송신해야 하는 타이밍을 채널 C1~C6 중에서 랜덤으로 선택한다. 도 9에 나타내는 예에서는, 여기서 채널 C2가 선택된 것으로 한다. 차량 탑재 기기 A1은, 채널 C2의 개시 시각 ta2에 있어서, ACTC 신호 D2의 송신을 개시한다(스텝 S202). 차량 탑재 기기 A1은, 시각 ta2의 시점으로부터 ACTC 신호 D2에 포함되는 각종 정보(PR, UW2, FID, LID, LRI, CRC(도 4 참조))를 순차적으로 송신한다.
또, 스텝 S202에 있어서 차량 탑재 기기 A1이 송신하는 ACTC 신호 D2에는, 예컨대, 도 9에 나타내는 바와 같이, "ACTC"의 정보를 갖는 UW2, "LID-0013"의 정보를 갖는 LID 및 ACTC 신호 D2의 각종 정보에 근거하여 산출된 정상적인 CRC가 포함되어 있다.
스텝 S202에 있어서, 차량 탑재 기기 A1은, ACTC 신호 D2를 전파로서 발신한다. 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파가 요금 수수용 안테나(20)로 수신되면, ACTC 신호 D2가, 요금 수수용 안테나(20)로부터 통신 제어 장치(3)의 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)(도 2)를 경유하여 차선 서버(21)에 송신된다. 이때, 차선 서버(21)는, 1회째의 FCMC 신호 D1에 대한 차량 탑재 기기 A1로부터의 ACTC 신호 D2를 수신한다(스텝 S002).
또, 통신 제어 장치(3)의 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 요금 수수용 안테나(20)로부터 ACTC 신호 D2의 입력이 개시되면, 후술하는 LID 대조 처리(스텝 S104)와 병행하여, 해당 ACTC 신호 D2를 지연시키는 일 없이, 그대로 차선 서버(21)를 향해서 순서대로 전송한다.
차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)가 ACTC 신호 D2를 차선 서버(21)에 전송하고 있는 동안, 통신 제어 장치(3)의 식별자 추출부(30)(도 2)는, ACTC 신호 D2의 송신 중에, 해당 ACTC 신호 D2에 포함되는 각종 정보를 순차적으로 추출한다.
구체적으로는, 식별자 추출부(30)는, 우선, ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2의 입력을 접수한 단계에서 해당 UW2를 추출한다(스텝 S102). 식별자 추출부(30)는, 현재 전송되고 있는 차량 탑재 기기 A1로부터의 신호가 "ACTC 신호"인 것을 나타내는 UW2의 추출 결과("ACTC")를 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)에 출력한다.
다음으로, 식별자 추출부(30)는, ACTC 신호 D2에 있어서 UW2의 후단에 포함되는 LID의 입력을 접수한 단계에서, 해당 LID를 추출한다(스텝 S103). 식별자 추출부(30)는, LID의 추출 결과("LID-0013")를 즉시 주 제어부(32)의 식별자 대조부(323)(도 2)에 출력한다.
식별자 대조부(323)는, 식별자 추출부(30)가 추출한 LID를, 허가 LID와 대조하는 처리를 행한다(스텝 S104). 그러나, 이 스텝 S104의 단계에서는, 식별자 추출부(30)가 추출한 LID는, 아직, 허가 LID로서는 등록되어 있지 않다. 따라서, 식별자 대조부(323)는, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)에 대하여, 추출된 LID가, 허가 LID로서 등록되어 있지 않은 것을 나타내는 대조 결과("미등록")를 출력한다.
차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 식별자 추출부(30)로부터 입력된 UW2의 추출 결과가 "ACTC"이고, 식별자 대조부(323)로부터 입력된 LID의 대조 결과가 "미등록"인 경우에, 현재 전송 중인 ACTC 신호 D2의 가장 후미에 첨부되는 CRC를 변경하는 처리를 행한다(스텝 S105).
즉, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 차선 서버(21)에 한창 전송하고 있는 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID가, 등록된 허가 LID와 일치하지 않는 경우에는, 해당 ACTC 신호 D2에 포함되는 정보이고 LID보다 뒤에 송신되는 CRC를 변화시켜 차선 서버(21)에 전송한다. 예컨대, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, ACTC 신호 D2의 가장 후미에 첨부되는 CRC를 모두 "0"으로 치환하여, 차선 서버(21)에 전송한다.
그 결과, 스텝 S002에 있어서 차선 서버(21)가 수신하는 ACTC 신호 D2는, 이상 CRC를 포함하는 것이 된다. 따라서, 차선 서버(21)는, 수신한 ACTC 신호 D2가 부정한 것이라고 판단하고, 2회째의 FCMC 신호 D1을 송신한다(2회째의 FCMC 신호 D1에 대해서는, 도 12를 이용하여 후술한다).
한편, 식별자 추출부(30)는, 추출한 LID를 식별자 대조부(323)에 출력하면서, 해당 추출한 LID를, ACTC 신호 D2를 수신한 타이밍(채널 C1~C6)에 관련시켜 일시적으로 기록하고, 식별자 추출 정보(도 5)를 작성한다.
다음으로, 도 2, 도 10을 참조하면서, 요금 수수용의 무선 통신이 개시된 직후에, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)를 통해서 행해지는 위치 측정 처리의 흐름에 대하여 설명한다.
도 10에 있어서의 스텝 S001 및 스텝 S101은, 도 9에 나타낸 각 스텝과 동일하다. 상술한 바와 같이, 통신 제어 장치(3)의 게이트 신호 출력부(320)(도 2)는, 스텝 S101의 타이밍을 기준으로 하여 시간 계측을 개시하고, 미리 규정된 채널 C1~C6에 대응하는 기간에 "ON"이 되는 게이트 신호 D3을 출력한다.
또한, 도 9에서 설명한 바와 같이, 랜덤으로 선택된 채널 C2의 개시 시각 ta2의 시점에서, 차량 탑재 기기 A1로부터 ACTC 신호 D2를 송신하기 위한 전파가 발신된다(스텝 S202). 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 각각, 시각 ta2의 시점에서 "ON"이 되는 게이트 신호 D3에 근거하여, 동일한 시각에 해당 차량 탑재 기기 A1로부터 발신된 전파를 수신한다.
통신 제어 장치(3)의 위치 측정부(31)(도 2)는, 시각 ta2 이후, 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를 수신한 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터, 채널 C2에 대한 IQ 신호 D4의 입력을 접수한다(스텝 S106). 이 IQ 신호 D4에는, 차량 탑재 기기 A1이 채널 C2의 기간에 발신한 전파의 도래 각도에 따른 위상차를 나타내는 정보가 포함되어 있다.
다음으로, 도 2, 도 11을 참조하면서, 위치 측정부(31)가, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로부터 IQ 신호 D4를 취득한 후에 행하는 처리의 흐름에 대하여 설명한다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 위치 측정부(31)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 IQ 신호 D4를 취득한 후, 해당 IQ 신호 D4에 근거하여 위치 측정 처리를 행한다(스텝 S107). 여기서, 위치 측정부(31)는, IQ 신호 D4에 나타내어지는 전파의 도래 각도를 이용하여 삼각 측량 연산을 행하여, 해당 전파를 발신한 차량 탑재 기기 A1의 공간적 위치를 산출한다. 이것에 의해, 위치 측정부(31)는, 차량 탑재 기기 A1의 공간적 위치를 나타내는 위치 측정 결과를, 해당 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를 수신한 타이밍(채널 C1~C6)에 관련시켜, 위치 측정 정보(도 7)를 생성한다.
위치 측정부(31)는, 스텝 S107에서 생성한 위치 측정 정보를 즉시, 위치 판정부(321)에 출력한다.
다음으로, 위치 판정부(321)는, 위치 측정부(31)로부터 입력된 위치 측정 정보에 근거하여, 각 채널 C1~C6에 관련되는 위치 측정 결과가, 규정 통신 영역 Q의 공간적 범위에 따라 규정된 판정 조건을 만족하는지 여부(차량 탑재 기기 A1이 규정 통신 영역 Q의 범위 내에 포함되어 있는지)를 판정한다(스텝 S108).
식별자 등록부(322)는, 위치 판정부(321)에 의한 판정 결과에 따라, 관련되는 LID를 허가 LID로서 등록하는 처리를 행한다(스텝 S109). 여기서, "관련되는 LID"란, 스텝 S103(도 9)에서 식별자 추출부(30)가 ACTC 신호 D2로부터 추출한 각 LID(도 5)와, 스텝 S107에서 위치 측정부(31)가 IQ 신호 D4에 근거하여 측정한 각 위치 측정 결과(도 7)를 동일한 채널 C1~C6으로 관련시킨 경우에, 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 위치 측정 결과에 관련되는 LID이다.
식별자 등록부(322)는, 상기 관련되는 LID("LID-0013")를 허가 LID로서 등록하고, 허가 식별자 정보(도 8)를 생성한다.
또, 도 11에 나타낸 스텝 S107 내지 스텝 S109의 처리는, 기간 ti(도 2 참조)에 있어서 행해진다.
다음으로, 도 2, 도 12를 참조하면서, 차선 서버(21)가, 스텝 S002(도 9)에 있어서 이상 CRC를 포함하는 ACTC 신호 D2를 받은 후, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서 행해지는 요금 수수용의 무선 통신의 흐름에 대하여 설명한다.
차선 서버(21)는, 스텝 S002(도 9)에 있어서 이상 CRC를 포함하는 ACTC 신호 D2를 받으면, 시각 tfb에 있어서, FCMC 신호 D1의 2회째의 송신을 개시한다(스텝 S003).
차선 서버(21)가 송신한 2회째의 FCMC 신호 D1은, 통신 제어 장치(3)를 경유하여 요금 수수용 안테나(20)에 송신되고, 해당 요금 수수용 안테나(20)로부터 전파로서 발신된다. 이때, 차량 탑재 기기 A1은, 차선 서버(21)로부터의 2회째의 FCMC 신호 D1을 수신한다(스텝 S203).
또한, 통신 제어 장치(3)의 게이트 신호 출력부(320)(도 2)는, 스텝 S003에 있어서 차선 서버(21)로부터 요금 수수용 안테나(20)에 송신되는 FCMC 신호 D1의 입력을 접수하여, 차선 서버(21)에 의한 FCMC 신호 D1의 송신의 타이밍을 검출한다(스텝 S110).
2회째의 FCMC 신호 D1을 수신한 차량 탑재 기기 A1은, FCMC 신호 D1에 포함되는 각종 정보를 판독하여, 즉시, 2회째의 ACTC 신호 D2를 송신하기 위한 처리를 개시한다. 여기서, 차량 탑재 기기 A1은, ACTC 신호 D2를 송신해야 하는 타이밍을 채널 C1~C6 중에서 랜덤으로 선택한다. 도 12에 나타내는 예에서는, 여기서 채널 C4가 선택된 것으로 한다. 차량 탑재 기기 A1은, 채널 C4의 개시 시각 tb4에 있어서, ACTC 신호 D2의 송신을 개시한다(스텝 S204).
또, 스텝 S204에 있어서 차량 탑재 기기 A1이 송신하는 ACTC 신호 D2에는, 스텝 S202(도 9)와 마찬가지로, "ACTC"의 정보를 갖는 UW2, "LID-0013"의 정보를 갖는 LID 및 ACTC 신호 D2의 각종 정보에 근거하여 산출된 정상적인 CRC가 포함되어 있다.
스텝 S204에 있어서, 차량 탑재 기기 A1은, ACTC 신호 D2를 전파로서 발신한다. 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파가 요금 수수용 안테나(20)로 수신되면, ACTC 신호 D2가, 요금 수수용 안테나(20)로부터 통신 제어 장치(3)의 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)(도 2)를 경유하여 차선 서버(21)에 송신된다. 이때, 차선 서버(21)는, 2회째의 FCMC 신호 D1에 대한 차량 탑재 기기 A1로부터의 ACTC 신호 D2를 수신한다(스텝 S004).
또, 통신 제어 장치(3)의 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 요금 수수용 안테나(20)로부터 ACTC 신호 D2의 입력이 개시되면, 후술하는 LID 대조 처리(스텝 S113)와 병행하여, 해당 ACTC 신호 D2를 지연시키는 일 없이, 그대로 차선 서버(21)를 향해서 순서대로 전송한다.
1회째의 ACTC 신호 D2의 경우(도 9)와 마찬가지로, 식별자 추출부(30)는, 우선, ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2의 입력을 접수한 단계에서 해당 UW2를 추출한다(스텝 S111). 식별자 추출부(30)는, 현재 전송되고 있는 차량 탑재 기기 A1로부터의 신호가 "ACTC 신호"인 것을 나타내는 UW2의 추출 결과("ACTC")를 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)에 출력한다.
다음으로, 식별자 추출부(30)는, ACTC 신호 D2에 있어서 UW2의 후단에 포함되는 LID의 입력을 접수한 단계에서, 해당 LID를 추출한다(스텝 S112). 식별자 추출부(30)는, LID의 추출 결과("LID-0013")를 즉시 주 제어부(32)의 식별자 대조부(323)(도 2)에 출력한다.
식별자 대조부(323)는, 식별자 추출부(30)가 추출한 LID를, 허가 LID와 대조하는 처리를 행한다(스텝 S113). 이 스텝 S113의 단계에서는, 식별자 추출부(30)가 추출한 LID("LID-0013")는, 이미, 스텝 S109에 있어서 허가 LID로서 등록되어 있다. 따라서, 식별자 대조부(323)는, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)에 대하여, 추출된 LID가, 허가 LID로서 등록되어 있는 것을 나타내는 대조 결과("등록")를 출력한다.
차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 식별자 대조부(323)로부터 입력된 LID의 대조 결과가 "등록"인 경우에, 현재 전송 중인 ACTC 신호 D2의 가장 후미에 첨부되는 CRC를 변경하지 않고 그대로 전송한다(스텝 S114).
즉, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, 차선 서버(21)에 한창 전송하고 있는 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID가, 등록된 허가 LID와 일치한 경우에는, 해당 ACTC 신호 D2에 포함되는 정보이고 LID보다 뒤에 송신되는 CRC를 변화시키지 않고 차선 서버(21)에 전송한다.
그 결과, 스텝 S004에 있어서 차선 서버(21)가 수신하는 ACTC 신호 D2는, 정상 CRC를 포함하는 것이 된다. 따라서, 차선 서버(21)는, 수신한 ACTC 신호 D2가 정규의 것이라고 판단하고, LID로 나타내어지는 차량 탑재 기기 A1과 통신 링크를 확립하고, 실체적인 요금 수수 처리를 행한다.
(작용 효과)
이상과 같이, 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서, 차선 L을 주행하는 차량 A에 탑재된 차량 탑재 기기 A1과, 해당 차량 A에 대한 요금 수수 처리를 행하는 차선 서버(21)의 사이에서 행해지는 무선 통신의 통신 제어를 행하는 통신 제어 장치(3)를 구비하고 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제 1 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 요금 수수용 안테나(20)로 수신하여 얻어지는 ACTC 신호 D2로부터, 해당 차량 탑재 기기 A1을 식별하기 위한 LID를 추출하는 식별자 추출부(30)를 구비하고 있다. 또한, 통신 제어 장치(3)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어지는 IQ 신호 D4에 근거하여, 해당 전파를 발신한 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하는 위치 측정부(31)를 구비하고 있다. 또한, 통신 제어 장치(3)는, IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 미리 규정된 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 경우에, 해당 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID를 허가 LID로서 등록하는 식별자 등록부(322)를 구비하고 있다. 또한, 통신 제어 장치(3)는, ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID가, 등록된 허가 LID와 일치하는 경우에, 해당 ACTC 신호 D2를 차선 서버(21)에 전송하는 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)를 구비하고 있다.
이상과 같은 구성에 의해, 통신 제어 장치(3)는, 이하와 같이 요금 수수용의 무선 통신을 제어할 수 있다.
즉, 통신 제어 장치(3)는, 우선, 차량 탑재 기기 A1이 송신한 ACTC 신호 D2로부터 해당 차량 탑재 기기 A1의 LID를 추출하고, 또한, 이 처리와 병렬하여, 해당 ACTC 신호 D2에 관련되는 IQ 신호 D4에 근거하여 해당 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다.
그리고, 통신 제어 장치(3)는, IQ 신호 D4에 근거하는 위치 측정의 결과, 대상으로 하는 차량 탑재 기기 A1이 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판단된 경우에는, 그 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID를 허가 LID로서 등록한다.
또한, 통신 제어 장치(3)는, ACTC 신호 D2에 포함되는 LID가, 허가 LID로서 등록되어 있는 경우에만, 수신한 ACTC 신호 D2를 그대로 차선 서버(21)에 전송한다.
다시 말해, 요금 수수 시스템(1)에 있어서는, 차선 서버(21)가 아닌 통신 제어 장치(3)가 주체가 되어, 차량 탑재 기기 A1의 LID와 해당 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과의 관련지음을 행한다. 그리고, 통신 제어 장치(3)가, 그 위치 측정 결과에 따라, 관련되는 LID(허가 LID)를 포함하는 ACTC 신호 D2를 차선 서버(21)에 전송하는지 여부를 판단한다.
그러면, 차선 서버(21)가 주체가 되어 차량 탑재 기기 A1의 LID와 해당 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과의 관련지음을 행하지 않더라도, 요금 수수 시스템(1)에 있어서, 정규의 위치(규정 통신 영역 Q 내)에 존재하는 차량 탑재 기기 A1만을 대상으로 요금 수수 처리를 행한다고 하는 기능을 실현할 수 있다.
따라서, 제 1 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)에 의하면, 차선 서버(21)의 기존의 동작을 변경하는 일 없이, 기존의 요금 수수 시스템에 위치 측정 기능을 부가할 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에 있어서, 식별자 등록부(322)는, IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 경우에는, 해당 IQ 신호 D4를 얻은 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 있어서의 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파의 수신의 타이밍과 동일한 타이밍에, 해당 전파를 요금 수수용 안테나(20)로 수신하여 얻어진 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID를 허가 LID로서 등록한다.
바꿔 말하면, 식별자 등록부(322)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 있어서의 전파의 수신의 타이밍과, 요금 수수용 안테나(20)에 있어서의 전파의 수신의 타이밍이 동일하고, 해당 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 경우에는, 해당 전파를 요금 수수용 안테나(20)로 수신하여 얻어진 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID를 허가 LID로서 등록한다. 즉, 식별자 등록부(322)는, 동일한 타이밍에 수신한 전파는 동일한 차량 탑재 기기 A1이 발신한 것이라고 하는 전제의 아래에서, 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과와, ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID의 관련지음을 행하고, 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 차량 탑재 기기 A1의 LID를 허가 LID로서 등록한다.
이와 같이 함으로써, 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정을 행하기 위한 기능 구성(위치 측정용 안테나(22A, 22B) 및 위치 측정부(31))에 더하여, 별도로, IQ 신호 D4로부터 LID를 추출하여, 위치 측정 결과와 관련시킬 필요가 없으므로, 통신 제어 장치(3)의 구성을 간소화할 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에 있어서, 위치 측정부(31)는, 차선 서버(21)로부터 FCMC 신호 D1이 송신된 경우에, 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를, 해당 FCMC 신호 D1이 송신된 타이밍으로부터 미리 규정된 시간의 경과 후에, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4에 근거하여 해당 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다.
이와 같이 함으로써, IQ 신호 D4를 얻기 위해 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신한 타이밍과, ACTC 신호 D2를 얻기 위해 해당 전파를 요금 수수용 안테나(20)로 수신한 타이밍이 일치하고 있는지 여부를, FCMC 신호 D1의 송신의 타이밍을 기준으로 하여 파악할 수 있다.
한편, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신한 전파가 노이즈 등이 아닌, 목적으로 하는 전파(차량 탑재 기기 A1로부터 발신된, ACTC 신호 A2를 포함하는 전파)인지 여부를 정확하게 판단하기 위해서는, 통상, 해당 전파의 해독(복호)이 필요하게 된다. 그러면, 전파의 해독을 실현하는 새로운 기능을 부가할 필요가 생기고, 회로 구성의 복잡화, 제조 비용의 상승을 초래한다.
본 실시 형태에 있어서는, FCMC 신호 D1의 송신 시점으로부터, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 차량 탑재 기기로부터의 전파(ACTC 신호 D2)를 수신하는 타이밍을 지정함으로써, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)측에서 수신한 전파의 해독이 불필요하게 되고, 회로 구성의 간소화, 비용 저감이 도모된다.
따라서, 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를, 서로 상이한 안테나(요금 수수용 안테나(20) 또는 위치 측정용 안테나(22A, 22B))로, 동일한 타이밍에 수신한 것을 정확하게 검지할 수 있고, LID와 위치 측정 결과의 관련지음을, 보다 정밀하게 행할 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에 있어서, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, ACTC 신호 D2에 포함되는 LID와, 등록된 허가 LID가 일치하는지 여부의 판정 처리와 병행하여, 해당 ACTC 신호 D2를 지연시키는 일 없이 차선 서버(21)에 전송한다.
즉, 통신 제어 장치(3)는, 현재 전송 중의 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID와 허가 LID가 일치하는지 여부의 판정을 행하면서도, 차선 서버(21)가 해당 ACTC 신호 D2를 수신하는 타이밍을 지연시키지 않는다.
이와 같이 함으로써, 차선 서버(21)는, 통신 제어 장치(3)를 거치지 않고 요금 수수용의 무선 통신을 행하는 경우와 동일한 송수신의 타이밍에, 차량 탑재 기기 A1과의 무선 통신을 행할 수 있다.
따라서, 기존의 요금 수수 시스템에 있어서, (ARIB 표준 규격 등의 통신 규격에 의해) 차선 서버(21)와 차량 탑재 기기 A1의 사이에 있어서의 각종 신호의 송수신의 타이밍이 미리 정해져 있었을 경우에도, 차선 서버(21)의 기존의 동작을 변경하는 일 없이, 위치 측정 기능을 부가할 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에 있어서, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID가, 등록된 허가 LID와 일치하지 않는 경우에, 해당 ACTC 신호 D2에 포함되는 정보이고 해당 LID보다 뒤에 송신되는 CRC를 변화시켜 차선 서버(21)에 전송한다.
이와 같이 함으로써, 전송 중의 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID가 등록된 허가 LID와 일치하지 않는 경우에는, 해당 전송 중의 ACTC 신호 D2의 CRC를 변화시켜, 해당 전송 중의 ACTC 신호 D2를 차선 서버(21)에 인식시키지 않도록 할 수 있다.
따라서, 통신 제어 장치(3)는, 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과에 따라, 차량 탑재 기기 A1로부터 차선 서버(21)를 향한 ACTC 신호 D2의 송신을 제어할 수 있다.
이상, 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 대하여 상세하게 설명했지만, 제 1 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 구체적인 태양은, 상술한 것으로 한정되는 일은 없고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경 등을 가하는 것은 가능하다.
예컨대, 제 1 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)의 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2를 추출하여, 현재 전송 중의 신호가 "ACTC 신호"인 경우에, CRC를 변화시키는 것으로 하고 있다(도 9의 스텝 S105 참조).
이와 같이 함으로써, 차량 탑재 기기 A1이 송신하는 ACTC 신호 D2 이외의 신호가, 차선 서버(21)에 전송되지 않게 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 일단, 차선 서버(21)와 차량 탑재 기기 A1의 통신 링크가 확립된 후는, 요금 수수용의 무선 통신이 통신 제어 장치(3)에 의해 차단되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)는, ACTC 신호 중에서 LID보다 뒤에 송신되는 정보 중, CRC 이외의 정보를 변화시켜 차선 서버(21)에 전송하더라도 좋다. 이와 같이 하더라도, 차선 서버(21)는, ACTC 신호 D2의 가장 후미에 첨부된 CRC를 체크한 결과, 이상 CRC로 판정하므로, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
그렇지만, 다른 실시 형태에 있어서는, 상기 태양으로 한정되는 일은 없다. 예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)는, 요금 수수용의 무선 통신에 있어서 차량 탑재 기기 A1이 송신하는 ACTC 신호 D2 이외의 신호에 대해서도, 해당 신호에 포함되는 LID와 허가 LID의 대조를 행하고, 그 대조 결과에 근거하여, 해당 신호의 전송의 가부를 제어하는 것으로 하더라도 좋다.
<제 2 실시 형태>
다음으로, 도 13, 도 14를 참조하면서, 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 13은 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
또, 도 13에 있어서, 제 1 실시 형태와 동일한 기능 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 구성에 더하여, 복호부(36)를 더 구비하고 있다.
복호부(36)는, 통신 인터페이스부(35)를 통해서 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 입력된 IQ 신호 D4에 중첩되는 각종 정보(ACTC 신호 D2에 포함되는 정보)를 복호하여, 해당 각종 정보를 추출한다.
여기서, IQ 신호 D4는, 차량 탑재 기기 A1이 ACTC 신호 D2를 송신하기 위해 발신하는 전파가 기초로 되어 있기 때문에, IQ 신호 D4에도 ACTC 신호 D2와 마찬가지의 변조가 이루어져 있다. 복호부(36)는, 이 IQ 신호 D4를 복호하여, ACTC 신호 D2에 포함되는 정보를 추출한다.
(요금 수수 시스템의 처리 흐름)
도 14는 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 도면이다.
다음으로, 도 13, 도 14를 참조하면서, 요금 수수용의 무선 통신이 개시된 직후에, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)를 통해서 행해지는 위치 측정 처리의 흐름에 대하여 설명한다.
도 14에 있어서의 스텝 S001 및 스텝 S101은, 제 1 실시 형태(도 9, 도 10)에서 설명한 각 스텝과 동일하다. 상술한 바와 같이, 통신 제어 장치(3)의 게이트 신호 출력부(320)(도 13)는, 스텝 S101의 타이밍을 기준으로 하여 시간 계측을 개시하고, 미리 규정된 채널 C1~C6에 대응하는 기간에 "ON"이 되는 게이트 신호 D3을 출력한다.
또한, 제 1 실시 형태(도 9, 도 10)에서 설명한 바와 같이, 랜덤으로 선택된 채널 C2의 개시 시각 ta2의 시점에서, 차량 탑재 기기 A1로부터 ACTC 신호 D2를 송신하기 위한 전파가 발신된다(스텝 S202). 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 시각 ta2의 시점에서 "ON"이 되는 게이트 신호 D3에 근거하여, 동일한 시각에 해당 차량 탑재 기기 A1로부터 발신된 전파를 수신한다.
통신 제어 장치(3)의 위치 측정부(31)(도 13)는, 시각 ta2 이후, 차량 탑재 기기 A1로부터의 전파를 수신한 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터, 채널 C2에 대한 IQ 신호 D4의 입력을 접수한다(스텝 S106). 이 IQ 신호 D4에는, 차량 탑재 기기 A1이 채널 C2의 기간에 발신한 전파의 도래 각도에 따른 위상차를 나타내는 정보가 포함되어 있다.
또한, 통신 제어 장치(3)의 복호부(36)(도 13)도, 위치 측정부(31)와 마찬가지로, 시각 ta2 이후, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터, 채널 C2에 대한 IQ 신호 D4의 입력을 접수한다. 복호부(36)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 입력되는 IQ 신호 D4를 순서대로 복호하여, 해당 IQ 신호 D4에 중첩된 정보(ASK 변조 방식에 의해 변조된 정보)를 추출한다.
그리고, 복호부(36)는, LID가 중첩되어 있는 IQ 신호 D4의 입력을 접수한 단계에서, 해당 LID를 추출한다(스텝 S106a).
여기서, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)가 수신하는 전파는, 원래, 차량 탑재 기기 A1이, 요금 수수용 안테나(20)를 통해서, 차선 서버(21)에 ACTC 신호 D2를 송신하기 위해 발신한 전파이다. 따라서, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어지는 IQ 신호 D4는, 요금 수수용 안테나(20)로 수신하여 얻어지는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID와 동일한 LID를 포함하고 있다.
제 2 실시 형태와 관련되는 식별자 등록부(322)는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 스텝 S109(도 11)에 있어서, LID를 등록하는 처리를 행한다.
여기서, 식별자 등록부(322)는, 스텝 S106에서 입력된 IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 경우에는, 스텝 S106a에서 추출된 LID를, 허가 LID로서 등록한다. 여기서, 스텝 S106a에서 추출된 LID란, 스텝 S106에서 입력된 IQ 신호 D4에 중첩된 LID이고, 해당 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID와 동일한 것이다.
즉, 식별자 등록부(322)는, IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 경우에, 해당 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID로서, 복호부(36)에 의해 해당 IQ 신호 D4로부터 직접 추출된 LID를 허가 LID로서 등록한다.
또, 식별자 등록부(322)가 LID를 등록한 후의 흐름은, 제 1 실시 형태와 마찬가지이다(도 12 참조).
(작용 효과)
이상과 같이, 제 2 실시 형태와 관련되는 식별자 등록부(322)는, IQ 신호 D4에 근거하여 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치가 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 경우에, 해당 IQ 신호 D4에 관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 LID이고, 해당 IQ 신호 D4로부터 추출된 LID를 허가 LID로서 등록한다.
이와 같이 함으로써, IQ 신호 D4에 중첩되는 LID를, 해당 IQ 신호 D4로부터 추출하므로, 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정 결과와 LID의 관련지음을 보다 정밀하게 행할 수 있다.
이상, 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 대하여 상세하게 설명했지만, 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 구체적인 태양은, 상술한 것으로 한정되는 일은 없고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경 등을 가하는 것은 가능하다.
예컨대, 제 2 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 게이트 신호 출력부(320)가, FCMC 신호 D1이 송신된 타이밍을 기준으로 하는 게이트 신호 D3을 출력하여, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 있어서의 전파의 수신의 타이밍을 제어하는 것으로 했지만, 다른 실시 형태에 있어서 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)는, 게이트 신호 출력부(320)를 구비하지 않는 태양이더라도 좋다. 즉, 복호부(36)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로부터 입력되는 IQ 신호 D4를 순서대로 복호하여, 해당 IQ 신호 D4에 중첩된 정보(관련되는 ACTC 신호 D2에 포함되는 정보와 동일한 정보)를 추출할 수 있다. 따라서, 복호부(36)는, 게이트 신호 D3을 이용하지 않더라도, 스스로 동기를 취하여 LID를 정밀하게 추출하는 것이 가능하다. 예컨대, 복호부(36)는, IQ 신호 D4에 중첩된 PR(프리앰블, 도 4 참조)을 기준으로 하여, 수신 중의 IQ 신호 D4 중에서 LID로서 추출해야 하는 타이밍을 파악할 수 있다.
또한, 제 1, 제 2 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 있어서, 위치 측정용 안테나(22A)와 위치 측정용 안테나(22B)는, 삼각 측량 연산의 정밀도를 높이기 위해, 차선 폭 방향으로 비교적 떨어져 배치된다. 이와 같은 경우, 위치 측정용 안테나(22A)의 전파의 수신 가능 범위와, 위치 측정용 안테나(22B)의 전파의 수신 가능 범위에 어긋남이 생길 수 있다. 그렇다면, 예컨대, 어느 하나의 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파가 위치 측정용 안테나(22A)에서만 수신되고, 동시에, 다른 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파가 위치 측정용 안테나(22B)에서만 수신되는 것도 상정된다.
그래서, 다른 실시 형태와 관련되는 복호부(36)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 입력된 IQ 신호 D4의 양쪽으로부터 LID를 추출하도록 하더라도 좋다. 그리고, 식별자 등록부(322)는, 각 IQ 신호 D4에 근거하여 차량 탑재 기기 A1이 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정된 경우이고, 또한, 각 IQ 신호 D4로부터 추출된 각 LID가 일치하는 경우에, 해당 LID를 허가 LID로서 등록하도록 하더라도 좋다.
즉, 식별자 등록부(322)는, 위치 측정용 안테나(22A)가 수신한 전파에 근거하는 IQ 신호 D4로부터 추출된 LID와, 위치 측정용 안테나(22B)가 수신한 전파에 근거하는 IQ 신호 D4로부터 추출된 LID의 대비 결과에 따라, 허가 LID로서 등록하는지 여부를 판단한다.
이와 같이 함으로써, 상기와 같은 사상이 생긴 경우에도, 잘못된 LID를 허가 LID로서 등록하여 오작동을 일으키는 일이 없어지기 때문에, 하나의 차량 탑재 기기 A1의 LID와, 해당 하나의 차량 탑재 기기 A1에 대한 위치 측정 결과를 보다 확실히 관련시킬 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태에 있어서는, 또한, 2개의 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 및 요금 수수용 안테나(20)의 합계 3대의 안테나로 동시에 수신한 전파의 각각에 대하여, 각각 해독(복호)을 행하는 태양으로 하더라도 좋다. 이 경우, 식별자 등록부(322)는, 3대의 안테나의 각각으로 동시에 수신한 전파의 각각으로부터 추출된 3개의 LID의 모두가 일치하는 것을 조건으로, 해당 추출된 LID를 허가 LID로서 등록한다.
이와 같이 함으로써, 하나의 차량 탑재 기기 A1의 LID와, 해당 하나의 차량 탑재 기기 A1에 대한 위치 측정 결과를 한층 확실히 관련시킬 수 있다.
<제 3 실시 형태>
다음으로, 도 15를 참조하면서, 제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템에 대하여 설명한다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 15는 제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 요금 수수용 안테나(20), 차선 서버(21), 통신 제어 장치(3)에 더하여, 릴레이 회로부(4)를 더 구비하고 있다.
릴레이 회로부(4)는, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)를, 통신 제어 장치(3)를 경유하지 않고 직접 접속 가능하게 하는 릴레이 회로이고, 스위치(40A, 40B)와, 바이패스 배선(41)을 구비하여 이루어진다.
또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태에 있어서는, 통신 제어 장치(3)는, 전력 공급원(5)으로부터 동작하기 위한 전력의 공급을 받고 있다.
또한, 통신 제어 장치(3)는, 해당 통신 제어 장치(3)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 진단하는 자기 진단 기능부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 통신 제어 장치(3)는, 자기 진단 기능부의 진단 결과에 근거하여, 해당 통신 제어 장치(3)가 정상적으로 동작하고 있는 것을 나타내는 정상 동작 신호 D5를 상시 출력한다.
스위치(40A, 40B)는, 각각, 광통신 케이블 O 상에 마련된 광 스위치이다.
스위치(40A)는, 요금 수수용 안테나(20)와 통신 제어 장치(3)의 접속 및 요금 수수용 안테나(20)와 바이패스 배선(41)의 접속을 서로 전환 가능하게 한다.
스위치(40B)는, 통신 제어 장치(3)와 차선 서버(21)의 접속 및 바이패스 배선(41)과 차선 서버(21)의 접속을 서로 전환 가능하게 한다.
스위치(40A, 40B)는, 통신 제어 장치(3)에 전력을 공급하는 전력 공급원(5)으로부터 전력의 공급을 접수한다. 또한, 스위치(40A, 40B)는, 통신 제어 장치(3)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에, 해당 통신 제어 장치(3)로부터 정상 동작 신호 D5의 입력을 접수한다. 스위치(40A)는, 전력 공급원(5)으로부터의 전력 공급을 받고, 또한, 통신 제어 장치(3)로부터 정상 동작 신호 D5의 입력을 접수하고 있는 경우에, 요금 수수용 안테나(20)와 통신 제어 장치(3)를 접속한다.
스위치(40A, 40B)는, 각각, 비 래치식의 스위치이다.
즉, 스위치(40A)는, 전력 공급원(5)으로부터의 전력 공급을 받고, 또한, 통신 제어 장치(3)로부터 정상 동작 신호 D5의 입력을 접수하고 있는 경우에, 요금 수수용 안테나(20)와 통신 제어 장치(3)를 접속한다. 또한, 스위치(40A)는, 전력 공급원(5)으로부터의 전력 공급을 접수하고 있지 않은 경우, 또는, 통신 제어 장치(3)로부터 정상 동작 신호 D5의 입력을 접수하고 있지 않은 경우에, 요금 수수용 안테나(20)와 바이패스 배선(41)을 접속한다.
또한, 스위치(40B)는, 전력 공급원(5)으로부터의 전력 공급을 받고, 또한, 통신 제어 장치(3)로부터 정상 동작 신호 D5의 입력을 접수하고 있는 경우에, 통신 제어 장치(3)와 차선 서버(21)를 접속한다. 또한, 스위치(40B)는, 전력 공급원(5)으로부터의 전력 공급을 접수하고 있지 않은 경우, 또는, 통신 제어 장치(3)로부터 정상 동작 신호 D5의 입력을 접수하고 있지 않은 경우에, 바이패스 배선(41)과 차선 서버(21)를 접속한다.
상기 구성에 의해, 릴레이 회로부(4)는, 통신 제어 장치(3)에 있어서의 이상을 검지한 경우에, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)를 직접 접속한다. 여기서, 제 3 실시 형태에 있어서는, "통신 제어 장치(3)에 있어서의 이상"이란, 구체적으로는, 자기 진단 기능부에 의해 통신 제어 장치(3)가 정상적으로 동작하고 있지 않다고 판단된 경우와, 통신 제어 장치(3)에 전력이 공급되지 않게 된 경우를 의미하고 있다.
제 1, 제 2 실시 형태에서는, 차량 탑재 기기 A1과 차선 서버(21)의 사이의 요금 수수용의 무선 통신이, 항상, 통신 제어 장치(3)를 경유하여 행해진다. 그렇다면, 상기와 같은 통신 제어 장치(3)에 있어서의 이상이 발생한 경우, 해당 통신 제어 장치(3)가 마련된 차선 L(도 1)에서는, 즉시, 요금 수수 처리가 불능이 된다. 따라서, 통신 제어 장치(3)에 이상이 발생한 경우에는, 즉시, 차선 L을 봉쇄할 필요가 생긴다.
한편, 제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 의하면, 통신 제어 장치(3)에 있어서 이상이 발생한 경우에는, 즉시, 스위치(40A, 40B)가 바이패스 배선(41)에 접속하도록 동작하여, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)를 직접 접속한다. 그러면, 차량 탑재 기기 A1과 차선 서버(21)의 무선 통신이, 통신 제어 장치(3)를 경유하지 않고 행해지게 된다. 그 결과, 통신 제어 장치(3)에 이상이 발생한 경우에도, 해당 통신 제어 장치(3)가 마련된 차선 L을 즉시 봉쇄할 필요가 없어진다.
(그 외의 변형예)
이상, 제 1~제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 대하여 상세하게 설명했지만, 제 1~제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 구체적인 태양은, 상술한 것으로 한정되는 일은 없고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경 등을 가하는 것은 가능하다.
예컨대, 상술한 제 1~제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, ARIB 표준 규격에 규정되는 방식으로 요금 수수용의 무선 통신을 행하는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, "차량 탑재 기기 발신 신호"는, ARIB 표준 규격에 규정되는 "ACTC 신호"로 한정되는 것이 아니고, 차량 탑재 기기 A1로부터 차선 서버(21)를 향해서 송신되는 신호이고, 차량 탑재 기기 A1을 고유하게 식별하는 식별자(LID)를 포함하는 것이면 어떤 태양의 신호이더라도 좋다.
마찬가지로, "요구 신호"는, ARIB 표준 규격에 규정되는 "FCMC 신호"로 한정되는 것이 아니고, 차선 서버(21)가, 차량 탑재 기기 A1에 대하여, 차량 탑재 기기 발신 신호의 송신(답신)을 요구하는 목적으로 하는 신호이면 어떤 태양의 신호이더라도 좋다.
또한, 상술한 제 1~제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 차량 탑재 기기 A1의 공간적 위치를 측정하기 위해, 상이한 위치에 설치된 2개의 위치 측정용 안테나(22A, 22B)를 이용하는 것으로서 설명했다. 보다 구체적으로는, 위치 측정부(31)는, 2개의 상이한 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 취득된 IQ 신호 D4에 근거하여 삼각 측량 연산을 행함으로써, 차량 탑재 기기 A1의 공간적 위치를 측정하는 것으로서 설명했다. 그러나, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태에 있어서는, 단일의 위치 측정용 안테나에 대한 전파의 도래 각도와, 차량 A가 주행하는 차선 L의 노면의 위치 관계에 근거하여 차량 A(차량 탑재 기기 A1)의 위치를 측정하는 태양이더라도 좋다.
또한, 상술한 제 1~제 3 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 있어서, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)는, 광통신 케이블 O에 의해 접속되어 있는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태에 있어서는, 요금 수수용 안테나(20)와 차선 서버(21)가 전기 통신 케이블에 의해 접속되는 태양이더라도 좋다. 이 경우, 통신 제어 장치(3)는, O/E 변환부(34A, 34B)(도 2, 도 13)를 구비하지 않더라도 좋다.
또, 상술한 제 1~제 3 실시 형태에 있어서는, 통신 제어 장치(3)의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 판독하게 하여, 실행하는 것에 의해 각종 처리를 행하는 것으로 하고 있다. 여기서, 상술한 통신 제어 장치(3)의 각종 처리의 과정은, 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 판독하여 실행하는 것에 의해 상기 각종 처리가 행해진다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전달하고, 이 전달을 받은 컴퓨터가 해당 프로그램을 실행하도록 하더라도 좋다.
또한, 통신 제어 장치(3)는, 각종 기능 구성이 단일의 장치 하우징에 들어가는 태양으로 한정되지 않고, 통신 제어 장치(3)가 갖는 각종 기능 구성이, 네트워크로 접속되는 복수의 장치에 걸쳐 구비되는 태양이더라도 좋다.
<제 4 실시 형태>
다음으로, 도 16~도 20을 참조하면서, 제 4 실시 형태 및 그 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템 및 통신 영역 규정 방법에 대하여 설명한다.
(요금 수수 시스템의 전체 구성)
도 16은 제 4 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 16에 있어서, 제 1~제 3 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
또, 제 4 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 설치되는 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 제 1~제 3 실시 형태와 마찬가지로, 전파를 발신하는 대상의 위치를 측정하기 위해 이용되는 안테나이고, 수신한 전파의 도래 각도를 계측 가능하게 하는 어레이 안테나(AOA 안테나)이다.
요금 수수 시스템(1)은, 제 1~제 3 실시 형태와 마찬가지로, 차선 L 상에 규정된 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 차량 탑재 기기를 요금 수수용의 통신 대상으로 하는 요금 수수 시스템이다.
여기서, 요금 수수 시스템(1)의 운용에 있어서, 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 차량 탑재 기기 A1(도 1)만을 요금 수수용의 통신 대상으로 하기 위해서는, 차량 탑재 기기 A1과의 무선 통신의 가부를 판정하기 위한 판정 조건을, 규정 통신 영역 Q의 경계선에 대응시켜 설정할 필요가 있다.
도 16은 규정 통신 영역 Q의 경계선에 관련되는 판정 조건을 새롭게 설정하는 공정에 있어서의 요금 수수 시스템(1)의 전체 구성을 나타내고 있다.
이 공정에 있어서, 요금 수수 시스템(1)의 관리자는, 우선, 각 차선 L 상에, 기준 발신기 A21, A22(이하, 기준 발신기 A21, A22, …를 총칭하여 기준 발신기 A2로도 표기한다.)를 배치한다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 기준 발신기 A21, A22는, 각각, 차선 L 상에 있어서 직사각형 형상으로 규정하고자 하는 규정 통신 영역 Q의 경계선 상에서, 해당 규정 통신 영역 Q의 대각에 위치하는 2개의 정점의 각각에 배치된다.
기준 발신기 A21, A22는, 전파를 발신 가능한 발신기이고, 차량 탑재 기기 A1이 차선 서버(21)와의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신을 행할 때에 이용되는 통신 규격(본 실시 형태에 있어서는, 상술한 ARIB 규격)에 준거하여 전파를 발신한다. 즉, 기준 발신기 A21, A22는, 차량 탑재 기기 A1과 마찬가지로, 차선 서버(21)가 송신하는 FCMC 신호 D1에 응답하여, 소정의 채널 C1~C6으로 ACTC 신호 D2를 송신한다(도 3, 도 4 참조).
또한, 기준 발신기 A21, A22가 송신하는 ACTC 신호 D2에는, 해당 기준 발신기 A21, A22의 각각을 개별적으로 식별 가능한 기준용 식별자(LID)가 포함되어 있다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 17은 제 4 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 17에 있어서, 제 1~제 3 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 규정 통신 영역 Q(도 16)의 경계선 상에 배치된 기준 발신기 A2를 무선 통신의 대상으로 한다.
제 4 실시 형태와 관련되는 위치 측정부(31)는, 차량 탑재 기기 A1에 대한 위치 측정 처리(도 11의 스텝 S107)와 마찬가지로, 기준 발신기 A2가 발신하는 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4에 근거하여, 기준 발신기 A2의 각각의 위치를 측정한다.
또한, 통신 제어 장치(3)의 주 제어부(32)는, 제 1~제 3 실시 형태에서 설명한 각종 기능에 더하여, 판정 조건 설정부(321a)로서의 기능을 더 갖고 있다.
판정 조건 설정부(321a)는, 복수의 기준 발신기 A2의 각각에 대한 위치 측정 결과에 근거하여, 차량 탑재 기기 A1(도 1)을 요금 수수용의 통신 대상으로 하는지 여부의 판정 조건을 설정한다.
(판정 조건 설정부의 기능)
도 18은 제 4 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부의 기능을 설명하는 제 1 도면이다.
도 18은 미리 준비된 정보이고, 각 기준 발신기 A2에 개별적으로 할당된 기준용 식별자의 일람이 기록된 기준용 식별자 정보이다. 기준용 식별자 정보에는, 각 기준 발신기 A2에 할당된 복수의 기준용 식별자가, 미리 결정된 순서로 기록되어 있다.
여기서, 제 4 실시 형태와 관련되는 식별자 추출부(30)는, 제 1~제 3 실시 형태와 마찬가지로, 요금 수수용 안테나(20)로부터 차선 서버(21)를 향해서 송신되는 ACTC 신호 D2를 상시 감시하고 있다(도 16의 블록도 참조). 식별자 추출부(30)는, ACTC 신호 D2의 입력을 접수할 때마다, 해당 ACTC 신호 D2를 순서대로 복호하여, UW2와, LID를 추출한다. 그리고, 식별자 추출부(30)는, 각 ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2와 LID를, 해당 ACTC 신호 D2가 송신된 타이밍인 채널 C1~C6에 관련시켜 일시적으로 기록한다.
예컨대, 1회의 FCMC 신호 D1의 송신에 대하여, 2개의 기준 발신기 A2(기준 발신기 A21, A22(도 1))로부터, 각각 상이한 채널 C1~C6으로 ACTC 신호 D2가 송신된 것으로 한다. 이 경우, 식별자 추출부(30)는, 채널 C1~C6 중 어느 하나에 수신한 2개의 ACTC 신호 D2에 포함되는 UW2 및 LID(기준용 식별자)를 각각 기록하여, 식별자 추출 정보를 작성한다(도 5 참조).
판정 조건 설정부(321a)는, 식별자 추출부(30)에 의해 추출된 LID(식별자 추출 정보(도 5))를 취득함과 아울러 도 18에 나타내는 기준용 식별자 정보를 참조하여, 해당 LID가 기준용 식별자의 어느 하나에 일치하는지 여부를 판정한다. 이것에 의해, 판정 조건 설정부(321a)는, 수신한 ACTC 신호 D2가, 차량 탑재 기기 A1이 송신한 것인지, 기준 발신기 A2가 송신한 것인지를 식별할 수 있다.
한편, 위치 측정부(31)는, 통신 인터페이스부(35)를 통해서, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 IQ 신호 D4의 입력을 접수한다. 위치 측정부(31)는, IQ 신호 D4가 입력되면, 해당 IQ 신호 D4에 나타내어지는 위상차에 근거하여, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각에 대하여, 기준 발신기 A2로부터 발신된 전파가 도래한 각도를 산출한다. 그리고, 위치 측정부(31)는, 위치 측정용 안테나(22A)에 대한 전파의 도래 각도와, 위치 측정용 안테나(22B)에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 삼각 측량 연산을 행하여, 공간 내에 있어서의 기준 발신기 A2의 위치를 측정한다.
여기서, 위치 측정부(31)는, 채널 C1~C6의 각각의 기간에 수신한 전파에 근거하여 취득된 각 IQ 신호 D4에 대하여, 기준 발신기 A2의 위치를 측정한다. 즉, 위치 측정부(31)는, 각 채널 C1~C6의 각각에 관련되는 위치 측정 결과를 나타내는 위치 측정 정보를 취득한다(도 7 참조).
위치 측정 결과에 관련되는 LID가, 기준용 식별자 정보에 기록된 기준용 식별자와 일치하고 있었을 경우, 판정 조건 설정부(321a)는, 해당 기준용 식별자에 관련되는 위치 측정 결과에 근거하여, 위치 판정부(321)가 위치 판정 처리(도 11의 스텝 S108)에 이용하는 판정 조건(차량 탑재 기기 A1을 요금 수수용의 통신 대상으로 하는지 여부의 판정 조건)을 설정한다.
여기서, 기준용 식별자와, 위치 측정 결과의 관련지음의 태양은, 제 1 실시 형태의 식별자 등록부(322)와 마찬가지이다. 즉, 제 4 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부(321a)는, 식별자 추출부(30)가 ACTC 신호 D2로부터 추출한 각 LID(도 5)와, 위치 측정부(31)가 IQ 신호 D4에 근거하여 측정한 각 위치 측정 결과(도 7)를 동일한 채널 C1~C6으로 관련시키는 것으로 한다.
도 19는 제 4 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부의 기능을 설명하는 제 2 도면이다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 판정 조건 설정부(321a)는, 차선 L 상에 배치된 2개의 기준 발신기 A21, A22의 각각이 발신한 전파에 근거하여, 해당 기준 발신기 A21, A22의 기준용 식별자("LID-0001", "LID-0002")와, 위치 측정 결과("Qx1, Qy1, Qz1", "Qx2, Qy2, Qz2")를 취득한다.
여기서, 판정 조건 설정부(321a)는, 2개의 기준 발신기 A21, A22의 위치를 대각의 정점으로 하고, 차선 L의 연장 방향(±X 방향)으로 평행한 변을 갖는 직사각형을 규정 통신 영역 Q로서 규정한다.
구체적으로는, 판정 조건 설정부(321a)는, 기준 발신기 A21, A22 각각의 X축에 대한 위치 측정 결과 "Qx1", "Qx2"를 X축 임계치로 하고, 또한, 기준 발신기 A21, A22 각각의 Y축에 대한 위치 측정 결과 "Qy1", "Qy2"를 Y축 임계치로 하여, 판정 조건을 설정한다.
또한, Z축 임계치에 관해서는, 차량 탑재 기기 A1의 차량 A에 있어서의 설치 높이가 어느 정도 제약되기 때문에, 판정 조건 설정부(321a)는, 예컨대, "0.5m" 및 "2.0m"를 Z축 임계치로 하여, 판정 조건을 설정한다.
이것에 의해, 위치 판정부(321)는, 차량 탑재 기기 A1에 대한 위치 측정 결과(X, Y, Z)가 취득된 경우에, 해당 차량 탑재 기기 A1이, "Qx2<X<Qx1", "Qy2<Y<Qy1" 및 "0.5m<Z<2.0m"의 판정 조건을 만족하는지 여부를 판정하는 것에 의해, 해당 차량 탑재 기기 A1과의 무선 통신의 가부를 판정한다.
제 4 실시 형태에 있어서는, 판정 조건 설정부(321a)에 의해 상기 판정 조건("Qx2<X<Qx1", "Qy2<Y<Qy1" 등)이 설정된 후, 요금 수수 시스템(1)의 관리자는, 차선 L 상에 배치된 기준 발신기 A2를 제거하고, 요금 수수 시스템(1)의 통상의 운용(차선 L을 주행하는 차량 A에 대한 요금 수수 처리를 행하는 공정)으로 이행한다.
(작용 효과)
이상과 같이, 제 4 실시 형태와 관련되는 통신 영역 규정 방법은, 요금 수수 시스템(1)의 운용에 있어서, 규정 통신 영역 Q를 규정하는 방법이고, 규정하고자 하는 규정 통신 영역 Q의 경계선 상에 있어서의 복수의 위치에, 전파를 발신 가능한 기준 발신기 A2를 배치하는 발신기 배치 공정을 갖는다. 또한, 통신 영역 규정 방법은, 복수의 기준 발신기 A2가 발신하는 전파를 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4에 근거하여, 복수의 기준 발신기 A2의 각각의 위치를 측정하는 위치 측정 공정을 갖는다. 또한, 통신 영역 규정 방법은, 복수의 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과에 근거하여, 차량 탑재 기기 A1을 요금 수수용의 통신 대상으로 하는지 여부의 판정 조건을 설정하는 판정 조건 설정 공정을 갖고 있다.
이와 같이 함으로써, 실제의 노면 상에 배치된 기준 발신기 A2의 위치 측정 결과에 근거하여 판정 조건이 설정된다. 이 경우, 예컨대, 차선 L의 노면의 일부분이 일그러져 있거나, 경사하고 있거나 하는 경우에도, 이 차선 L 상에 배치된 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과는, 그와 같은 일그러짐이나 경사의 요소도 포함된 것이 된다. 따라서, 기준 발신기 A2가 실제로 배치된 위치를 경계로 하는 소망하는 규정 통신 영역 Q를 정밀하게 규정할 수 있다.
또한, 상술한 통신 영역 규정 방법에 있어서 배치하는 기준 발신기 A2는, 차량 탑재 기기 A1이 요금 수수용의 통신을 행하기 위한 통신 규격에 준거하여 전파를 발신한다.
이와 같이 함으로써, 기준 발신기 A2를 차량 탑재 기기 A1과 동등하게 취급할 수 있으므로, 요금 수수 시스템이 갖는 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하는 각종 기능을 이용하여, 보다 간소하게, 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과를 취득할 수 있다.
또, 제 4 실시 형태와 관련되는 기준용 식별자는, 각 기준 발신기 A2에 개별적으로 할당되는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
즉, 제 4 실시 형태에 있어서는, 기준 발신기 A2는, 규정 통신 영역 Q의 판정 조건을 새롭게 설정하는 공정을 종료한 뒤에는 제거되는 것이다. 따라서, 기준용 식별자는, 주행하는 차량 A에 탑재된 차량 탑재 기기 A1과 구별된, 기준 발신기 A2 고유의 식별자가 아니더라도 좋다.
또한, 제 4 실시 형태에 있어서는, 판정 조건 설정부(321a)는, 2개의 기준 발신기 A21, A22의 위치를 대각의 정점으로 하고, 차선 L의 연장 방향(±X 방향)으로 평행한 변을 갖는 직사각형을 규정 통신 영역 Q로서 규정하고, 높이 방향의 폭에 대해서는, 미리 규정된 고정치(0.5m~2.0m)를 채용하는 것으로서 설명했다.
그러나, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 판정 조건 설정부(321a)는, 세로(±X 방향), 가로(±Y 방향) 및 높이(±Z 방향)가 각각 상이하도록 배치된 2개의 기준 발신기 A21, A22의 위치를 대각의 정점으로 하고, 차선 L의 연장 방향(±X 방향)으로 평행한 변을 갖고, 또한, 노면(XY 평면)에 평행한 면을 갖는 직방체를, 규정 통신 영역 Q로서 규정하는 태양이더라도 좋다. 이 경우, 판정 조건 설정부(321a)는, 기준 발신기 A21, A22 각각의 X축에 대한 위치 측정 결과 "Qx1", "Qx2"를 X축 임계치로 하고, 기준 발신기 A21, A22 각각의 Y축에 대한 위치 측정 결과 "Qy1", "Qy2"를 Y축 임계치로 하고, 또한, 기준 발신기 A21, A22 각각의 Z축에 대한 위치 측정 결과 "Qz1", "Qz2"를 Z축 임계치로 하여 판정 조건을 설정한다.
<제 4 실시 형태의 변형예>
도 20은 제 4 실시 형태의 변형예와 관련되는 판정 조건 설정부의 기능을 설명하는 도면이다.
제 4 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부(321a)(도 17)는, 2개의 기준 발신기 A21, A22가 배치되는 위치를 대각의 정점으로 하고, 차선 L의 연장 방향으로 평행한 변을 갖는 직사각형을 규정 통신 영역 Q로서 규정하는 것으로서 설명했다. 그러나, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부(321a)는, 차선 L 상에 3개 이상 배치된 각 기준 발신기 A2의 위치를 정점으로 하는 다각형을 규정 통신 영역 Q로서 규정하는 것으로 하더라도 좋다.
이하, 제 4 실시 형태의 변형예로서, 6개의 기준 발신기 A21~A26을 이용하여 규정 통신 영역 Q를 규정하는 방법에 대하여, 도 20을 참조하면서 설명한다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 있어서는, 6개의 기준 발신기 A21~A26이, 커브하고 있는 차선 L을 따라 배치되어 있다. 구체적으로는, 기준 발신기 A21, A22, A23은, 차선 L의 진행 방향 좌측(+Y 방향측)에 있어서, 해당 차선 L의 상류측(-X 방향측)으로부터 하류측(+X 방향측)에 걸쳐, 기준 발신기 A21, A22, A23의 순서로 배치되어 있다. 또한, 기준 발신기 A24, A25, A26은, 차선 L의 진행 방향 우측(-Y 방향측)에 있어서, 해당 차선 L의 상류측(-X 방향측)으로부터 하류측(+X 방향측)에 걸쳐, 기준 발신기 A26, A25, A24의 순서로 배치되어 있다.
여기서, 우선, 판정 조건 설정부(321a)는, 제 4 실시 형태와 마찬가지로, 6개의 기준 발신기 A21~A26의 기준용 식별자와, 위치 측정 결과를 취득한다. 여기서, 도 20에 나타내는 예에 있어서, 판정 조건 설정부(321a)는, 기준 발신기 A21, A22, A23에 대하여, 각각, 기준용 식별자 "LID-0001", "LID-0002", "LID-0003" 및 위치 측정 결과 (Qx1, Qy1, Qz1), (Qx2, Qy2, Qz2), (Qx3, Qy3, Qz3)을 취득한다. 마찬가지로, 판정 조건 설정부(321a)는, 기준 발신기 A24, A25, A26에 대하여, 각각, 기준용 식별자 "LID-0004", "LID-0005", "LID-0006" 및 위치 측정 결과 (Qx4, Qy4, Qz4), (Qx5, Qy5, Qz5), (Qx6, Qy6, Qz6)을 취득한다.
다음으로, 판정 조건 설정부(321a)는, 미리 준비된 기준용 식별자 정보(도 18)를 참조하여, 해당 기준용 식별자 정보에 기록되어 있는 기준용 식별자의 순번에 근거하여, 규정 통신 영역 Q를 이루는 경계선 q1~q6을 설정한다.
구체적으로는, 판정 조건 설정부(321a)는, 기준용 식별자 정보의 1행째에 기록된 "LID-0001"에 나타내어지는 기준 발신기 A21의 위치와, 기준용 식별자 정보의 2행째에 기록된 "LID-0002"에 나타내어지는 기준 발신기 A22의 위치를 직선으로 연결하여 이루어지는 경계선 q1을 설정한다. 이 경계선 q1은, XY 좌표 평면 상에 있어서, 위치 측정 결과 (Qx1, Qy1, Qz1)과, 위치 측정 결과 (Qx2, Qy2, Qz2)를 연결하는 직선으로서 설정된다.
마찬가지로, 판정 조건 설정부(321a)는, 기준용 식별자 정보의 2행째에 기록된 "LID-0002"에 나타내어지는 기준 발신기 A22의 위치와, 기준용 식별자 정보의 3행째에 기록된 "LID-0003"에 나타내어지는 기준 발신기 A23의 위치를 직선으로 연결하여 이루어지는 경계선 q2를 설정한다. 이 경계선 q2는, XY 좌표 평면 상에 있어서, 위치 측정 결과 (Qx2, Qy2, Qz2)와, 위치 측정 결과 (Qx3, Qy3, Qz3)을 연결하는 직선으로서 설정된다.
판정 조건 설정부(321a)는, 상술한 처리를, 취득된 모든 기준용 식별자에 대하여 행하고, 각 기준 발신기 A21~A26의 각 위치를 직선으로 연결하여 이루어지는 경계선 q1~q6을 설정한다. 이것에 의해, 6개의 기준 발신기 A21~A26의 각각을 정점으로 하고, 또한, 경계선 q1~q6을 변으로 하는 육각형의 규정 통신 영역 Q가 규정된다.
이와 같이, 본 변형예와 관련되는 기준용 식별자 정보는, 기준 발신기 A21~A26의 각 기준용 식별자가 기록된 순서에 근거하여, 각 기준용 식별자와, 각 기준용 식별자에 나타내어지는 기준 발신기 A21~A26의 각 위치 중 2개를 연결하여 이루어지는 경계선 q1~q6의 관련성을 나타내고 있다.
즉, 본 변형예와 관련되는 판정 조건 설정부(321a)는, 복수의 기준 발신기 A21~A26을 식별하기 위한 각 기준용 식별자를 판독함과 아울러, 상술한 바와 같은 기준용 식별자 정보를 참조하여, 판정 조건을 설정한다.
이와 같이 함으로써, 규정 통신 영역 Q를 소망하는 다각형으로 규정할 수 있다. 따라서, 차선 L의 형상이 어떤 모양이라고 하더라도, 그 차선에 정합하는 형태의 규정 통신 영역을, 유연하게, 정밀하게 규정할 수 있다. 예컨대, 차선 L의 형상이 예컨대 커브를 하고 있는 경우에도, 해당 커브에 정합하는 형태의 규정 통신 영역을, 그 차선 L 상에 규정할 수 있다.
이상, 제 4 실시 형태 및 그 변형예와 관련되는 통신 영역 규정 방법에 의하면, 실제의 차선 L 상에 있어서, 차량 탑재 기기 A1과의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신을 행해야 하는 영역인 규정 통신 영역 Q를, 정밀하게 규정할 수 있다.
또, 제 4 실시 형태에 있어서는, 판정 조건 설정부(321a)가, 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과에 근거하여 판정 조건을 설정하는 공정을 종료한 후에는, 기준 발신기 A2를 제거하는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
즉, 다른 실시 형태에 있어서는, 기준 발신기 A2는, 요금 수수 시스템(1)의 구성의 하나로서 상설되는 태양이더라도 좋다.
이 경우, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)는, 요금 수수 시스템(1)의 통상의 운용 중(주행하는 차량 A를 대상으로 요금 수수용의 무선 통신을 행하고 있는 상태)에 있어서도, 상설된 기준 발신기 A2로부터 전파를 수신한다. 그리고, 판정 조건 설정부(321a)는, 요금 수수 시스템(1)의 통상의 운용 중에 있어서, 기준 발신기 A2로부터의 전파의 수신에 의해 얻어진 위치 측정 결과에 근거하여, 판정 조건을 순서대로 갱신한다.
여기서, 요금 수수 시스템(1)의 주위 환경(기온이나 습도 등)의 변화에 기인하여, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 의한 전파의 수신 특성이 변동할 수 있는 것이 알려져 있다. 그렇다면, 해당 기온이나 습도의 변화에 기인하여, 차량 탑재 기기 A1이나 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과에 약간의 오차가 생길 수 있다. 따라서, 통상의 운용 전의 단계에서, 기준 발신기 A2를 배치하여 규정 통신 영역 Q에 정합하는 판정 조건을 설정한 경우에도, 그 후에 생긴 기온이나 습도의 변화에 기인하여, 규정 통신 영역 Q가 당초의 상태로부터 변동하여 버리는 것이 염려된다.
한편, 상술한 바와 같이, 기준 발신기 A2를 상설하여, 통상의 운용 중에 있어서도 순서대로 판정 조건을 갱신함으로써, 기온이나 습도의 변화에 관계없이, 항상, 기준 발신기 A2의 위치 측정 결과에 따른 규정 통신 영역 Q가 규정된다. 이것에 의해, 규정 통신 영역 Q를 한층 정밀하게 규정할 수 있다.
<제 5 실시 형태>
다음으로, 도 21을 참조하면서, 제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템에 대하여 설명한다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 21은 제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 21에 있어서, 제 1~제 4 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에는, 규정 통신 영역 Q(도 16)의 경계선 상에 복수의 기준 발신기 A2가 상설되어 있다.
또한, 제 5 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)의 주 제어부(32)는, 제 1~제 4 실시 형태에서 설명한 각종 기능에 더하여, 이상 검출부(324)로서의 기능을 더 갖고 있다.
이상 검출부(324)는, 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과에 근거하여, 해당 위치 측정 결과를 취득할 때까지의 과정에 이상이 생긴 것을 검출한다.
구체적으로는, 이상 검출부(324)는, 어느 단계에 있어서 취득된 하나의 기준 발신기 A2의 위치 측정 결과(제 1 위치 측정 결과(Qx1, Qy1, Qz1))를 기록하여 유지한다. 다음으로, 이상 검출부(324)는, 추출된 기준용 식별자(LID)를 참조하면서, 동일한 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과(제 2 위치 측정 결과(Qx1', Qy1', Qz1'))를 다시 취득한다. 그리고, 이상 검출부(324)는, 먼저 기록되어 있던 제 1 위치 측정 결과(Qx1, Qy1, Qz1)와, 이번에 취득된 제 2 위치 측정 결과(Qx1', Qy1', Qz1')를 비교한다.
비교의 결과, 제 1 위치 측정 결과(Qx1, Qy1, Qz1)와, 제 2 위치 측정 결과(Qx1', Qy1', Qz1')의 오차 성분(ΔQx, ΔQy, ΔQz)이 미리 규정된 소정의 오차 허용량을 상회하는 경우에는, 이상 검출부(324)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 어떠한 이상이 생긴 것이라고 간주하여, 그 취지를 요금 수수 시스템(1)의 관리자에게 통지한다.
또, 상술한 오차 허용량은, 예컨대, 기온이나 습도의 영향에 기인하여 생길 수 있는 위치 측정 결과의 오차의 상정 최대치 등으로 규정된다.
이상과 같이, 상설된 기준 발신기 A2의 위치 측정 결과를 상시 참조함으로써, 요금 수수 시스템(1)의 관리자는, 요금 수수 시스템(1)에 있어서 위치 측정 결과를 얻을 때까지의 과정에 어떠한 이상(예컨대, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 고장, 설치 위치나 설치 각도의 어긋남, 광통신 케이블 O(도 16)의 단선 등)이 생긴 것을 즉시 파악할 수 있다.
또, 제 5 실시 형태와 관련되는 이상 검출부(324)는, 복수의 기준 발신기 A2 중 특정한 하나의 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과에만 근거하여 상술한 이상 검출 처리(제 1 위치 측정 결과와 제 2 위치 측정 결과의 비교 처리)를 행하는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 이상 검출부(324)는, 각 기준 발신기 A2에 대한 복수의 위치 측정 결과의 조합에 근거하여 이상 검출 처리를 행하더라도 좋다.
이 경우, 예컨대, 이상 검출부(324)는, 각 기준 발신기 A2에 대하여 산출된 오차 성분(ΔQx, ΔQy, ΔQz)의 모두가, 미리 규정된 소정의 오차 허용량을 상회하는 경우에, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 어떠한 이상이 생긴 것이라고 간주하더라도 좋다.
이상, 제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1) 및 통신 영역 규정 방법에 대하여 상세하게 설명했지만, 제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1) 및 통신 영역 규정 방법의 구체적인 태양은, 상술한 것으로 한정되는 일은 없고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경 등을 가하는 것은 가능하다.
예컨대, 제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 주 제어부(32)(식별자 대조부(323))는, 이하의 기능을 더 구비하고 있더라도 좋다.
제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 식별자 대조부(323)는, 또한, 식별자 추출부(30)에 의해 ACTC 신호 D2로부터 추출된 LID를 취득함과 아울러, 해당 추출된 LID와, 기준용 식별자 정보(도 18)에 기록된 기준용 식별자를 대조한다. 그리고, 대조의 결과, 추출된 LID가 기준용 식별자 정보에 기록된 기준용 식별자와 일치하는 경우에는, 식별자 대조부(323)는, 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부(33)에 대하여 해당 대조 결과에 따른 신호를 출력하고, 그 LID를 포함하는 ACTC 신호 D2를 차선 서버(21)에 전송시키지 않도록 하더라도 좋다.
이와 같이 함으로써, 통신 제어 장치(3)는, 차선 서버(21)가, 기준 발신기 A2를 대상으로 하여, 요금 수수용의 무선 통신을 행하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 판정 조건 설정부(321a)는, 식별자 추출부(30)가 ACTC 신호 D2로부터 추출한 각 LID(도 5)와, 위치 측정부(31)가 IQ 신호 D4에 근거하여 측정한 각 위치 측정 결과(도 7)를 동일한 채널 C1~C6으로 관련시켜, 하나의 기준 발신기 A2에 대한 기준용 식별자(LID)와 위치 측정 결과를 취득하는 것으로서 설명했다.
그러나, 다른 실시 형태에서는 이 태양으로 한정되는 일은 없고, 예컨대, 제 2 실시 형태와 같이, 통신 제어 장치(3)가 복호부(36)를 구비함으로써, IQ 신호 D4로부터 직접 기준용 식별자(LID)를 취득하는 것으로 하더라도 좋다.
또한, 제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)와, 차선 서버(21)의 사이에 통신 제어 장치(3)가 마련되고, 해당 통신 제어 장치(3)가, 위치 측정부(31), 위치 판정부(321) 및 판정 조건 설정부(321a)를 구비하는 태양으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 차선 서버(21)가, 상술한 위치 측정부(31), 위치 판정부(321) 및 판정 조건 설정부(321a)를 구비하는 태양이더라도 좋다.
이 경우에 있어서, 차선 서버(21)의 위치 측정부(31)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로부터 수신한 IQ 신호 D4에 근거하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정함과 아울러, 차선 서버(21)의 위치 판정부(321)가, 해당 차량 탑재 기기 A1에 대한 위치 측정 결과에 근거하여 그 차량 탑재 기기 A1과의 무선 통신의 가부를 판정한다.
또한, 차선 서버(21)의 판정 조건 설정부(321a)는, 차선 서버(21) 내에 기록되는 기준용 식별자 정보(도 18)를 참조하여, 수신한 ACTC 신호 D2가 차량 탑재 기기 A1에 의해 송신된 것인지 기준 발신기 A2에 의해 송신된 것인지를 판정한다. 그리고, 수신한 ACTC 신호 D2가 기준 발신기 A2에 의해 송신된 것인 경우에는, 판정 조건 설정부(321a)는, 해당 기준 발신기 A2에 대한 위치 측정 결과에 근거하여, 차량 탑재 기기 A1을 요금 수수용의 통신 대상으로 하는지 여부의 판정 조건을 설정한다.
제 4, 제 5 실시 형태와 관련되는 기준 발신기 A2는, 차량 탑재 기기 A1이 요금 수수용의 통신을 행하기 위한 통신 규격(ACTC 신호 D2)에 준거하여 전파를 발신하는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
즉, 단지, 전파의 발신원의 위치를, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)를 이용하여 측정하는 것뿐이라면, 해당 전파에 어떠한 신호가 변조(중첩)되어 있을 필요는 없다. 따라서, 예컨대, 기준 발신기 A2는, 아무런 정보가 중첩되어 있지 않은(변조가 이루어져 있지 않은) 일정한 전파를 발신하는 것으로 하더라도 좋다.
또, 상술한 제 4, 제 5 실시 형태에 있어서는, 요금 수수 시스템(1)의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하여, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 판독하게 하여, 실행하는 것에 의해 각종 처리를 행하는 것으로 하고 있다. 여기서, 상술한 요금 수수 시스템(1)의 각종 처리의 과정은, 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 판독하여 실행하는 것에 의해 상기 각종 처리가 행해진다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전달하고, 이 전달을 받은 컴퓨터가 해당 프로그램을 실행하도록 하더라도 좋다.
또한, 요금 수수 시스템(1)은, 각종 기능 구성이 단일의 장치 하우징에 들어가는 태양으로 한정되지 않고, 요금 수수 시스템(1)이 갖는 각종 기능 구성이, 네트워크로 접속되는 복수의 장치에 걸쳐 구비되는 태양이더라도 좋다.
<제 6 실시 형태>
다음으로, 도 22~도 30을 참조하면서, 제 6 실시 형태 및 그 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
(요금 수수 시스템의 전체 구성)
도 22는 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 22에 있어서, 제 1~제 5 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 제 1~제 5 실시 형태와 마찬가지로, 차선 L을 주행하는 차량 A에 탑재된 차량 탑재 기기 A1 중, 해당 차선 L에 규정된 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 차량 탑재 기기 A1과의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신을 행하는 요금 수수 시스템이다.
단, 제 1~제 5 실시 형태와는 달리, 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 지지체 G에는, 전파의 발신원의 위치를 측정하기 위해 이용되는 안테나(AOA 안테나)로서, 단일의 위치 측정용 안테나(22A)만이 설치되어 있다(도 22 참조).
도 22에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 아일랜드 I에는, 번호판 인식 장치(11)가 설치되어 있다.
번호판 인식 장치(11)는, 우선, 차선 L을 주행하는 차량 A에 대하여, 해당 차량 A의 차체 전방측(도 22에 있어서의 +X 방향측)에 설치된 번호판 N이 포함되도록 촬영을 행한다. 그리고, 번호판 인식 장치(11)는, 해당 촬영에 의해 얻어진 화상 데이터에 소정의 화상 해석 처리를 실시하고, 차량 A의 차체에 부착된 번호판 N에 대한 정보(이하, "NP 정보"라고 표기)를 추출한다.
여기서, 제 6 실시 형태에 있어서, NP 정보(번호판 정보)란, 예컨대, 차량 A에 장착된 번호판 N의 크기(플레이트 사이즈) 및 해당 번호판에 각인된 분류 번호이다. 또, 다른 실시 형태에 있어서는, NP 정보에는, "플레이트 사이즈", "분류 번호" 외에, 예컨대, "플레이트의 색" 등이 포함되어 있더라도 좋다.
상술한 바와 같은 NP 정보(플레이트 사이즈, 분류 번호 등)는, 일반적으로, 해당 번호판이 장착되어 있는 차량 A의 차종과 관련성을 갖고 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 취득한 NP 정보로부터, 차량 A의 차종을 판별할 수 있다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 23은 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 23에 있어서, 제 1~제 5 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
도 23에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)는, 차종 판별부(37)를 더 구비하고 있다. 또한, 제 6 실시 형태와 관련되는 통신 제어 장치(3)의 위치 측정부(31)는, 높이 추정부(31a)와, 도래 각도 계측부(31b)를 구비하고 있다.
차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A의 차선 L(도 22)로의 진입이 검지되기 전의 단계에 있어서, 해당 차량 A의 차종을 판별한다.
구체적으로는, 차종 판별부(37)는, 번호판 인식 장치(11)로부터 입력되는 NP 정보에 근거하여 차량 A의 차종을 판별한다. 여기서, 번호판 인식 장치(11)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되기 전의 단계에서 해당 차량 A의 번호판 N의 촬영을 행하고, 이 촬영에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 추출한 NP 정보를, 즉시 차종 판별부(37)에 출력한다. 이것에 의해, 차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되기 전의 단계에서 취득한 NP 정보에 근거하여, 해당 차량 A의 차종을 판별할 수 있다. 차종 판별부(37)가, NP 정보에 근거하여 차량 A의 차종을 판별하는 구체적인 처리에 대해서는 후술한다.
차종 판별부(37)는, 차량 A의 차종의 판별 결과를 나타내는 차종 판별 신호 D6을 위치 측정부(31)에 출력한다.
또한, 제 6 실시 형태와 관련되는 위치 측정부(31)는, 제 1~제 5 실시 형태와 마찬가지로, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 위치 측정용 안테나(22A)로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4(위치 측정용 신호)에 근거하여, 해당 전파를 발신한 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다.
여기서, 차선 서버(21)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지된 타이밍에, 요금 수수용의 무선 통신을 개시하기 위해, FCMC 신호 D1(요구 신호)을 송신한다. 또한, 차량 탑재 기기 A1은, FCMC 신호 D1의 수신에 응답하여 ACTC 신호 D2를 송신한다. 따라서, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지된 후에 전파(ACTC 신호 D2가 중첩된 것)를 발신한다.
위치 측정부(31)의 높이 추정부(31a)는, 차종 판별부(37)로부터 입력된 차종 판별 신호 D6(차량 A의 차종 판별 결과)을 참조하여, 해당 차량 A의 차종에 근거하여, 차량 탑재 기기 A1의 노면으로부터의 설치 높이(도 22에 있어서의 ±Z 방향의 위치)를 추정한다.
위치 측정부(31)의 도래 각도 계측부(31b)는, 위치 측정용 안테나(22A)로부터 취득한 IQ 신호 D4에 근거하여, 해당 위치 측정용 안테나(22A)의 수신면(전파를 수신하는 면)에 대하여, 수신한 전파의 도래 각도를 계측한다.
여기서, 위치 측정부(31)는, 지지체 G(도 22)에 설치된 위치 측정용 안테나(22A)의, 공간 내에 있어서의 설치 위치 및 설치 각도에 대한 정보를 미리 유지하고 있다. 그리고, 위치 측정부(31)는, 도래 각도 계측부(31b)에 의해 계측된 전파의 도래 각도에 근거하여, 위치 측정용 안테나(22A)의 설치 위치 및 설치 각도를 기준으로 한 전파의 도래 방향, 즉, 위치 측정용 안테나(22A)에 대하여 전파의 발진원(차량 탑재 기기 A1)이 존재하는 방향을 특정한다.
(차종 판별부의 기능)
도 24는 제 6 실시 형태와 관련되는 차종 판별부의 기능을 설명하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 제 6 실시 형태와 관련되는 차종 판별부(37)(도 23)는, 번호판 인식 장치(11)를 통해서 차량 A의 번호판 N에 대한 NP 정보를 취득한다.
여기서, 제 6 실시 형태와 관련되는 번호판 인식 장치(11)는, 도 24에 나타내는 바와 같이, 차선 L에 있어서의 차량 검지기(10)보다 하류측(+X 방향측)에 있어서, 차량 A의 진행 방향 우측(-Y 방향측)에 설치된다. 그리고, 번호판 인식 장치(11)는, 차량 검지기(10)보다 차선 L의 상류측(-X 방향측)이 촬영 범위로서 포함되도록 설치되어 있다. 이것에 의해, 번호판 인식 장치(11)는, 차량 검지기(10)보다 상류측에 위치하는 차량 A의 번호판 N을 촬영할 수 있다. 즉, 번호판 인식 장치(11)는, 차량 검지기(10)에 의한 차량 A가 검지되기 전의 단계에서, 차량 A의 번호판 N을 촬영할 수 있다.
번호판 인식 장치(11)는, 상시, 소정 시간마다 연속(예컨대, 매초 30회의 레이트(30프레임))으로 촬영을 행한다. 그리고, 취득한 화상 데이터 내에 주행하는 차량 A의 번호판 N이 포함되어 있었을 경우에는, 번호판 인식 장치(11)는, 해당 화상 데이터로부터 NP 정보를 추출한다.
차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되기 전의 단계에서, 번호판 인식 장치(11)에 의해 연속적으로 추출되는 NP 정보를 순서대로 취득한다. 그리고, 차종 판별부(37)는, 차량 A가 진행하여 차량 검지기(10)에 의해 검지된 단계에서, 그 직전에 취득한 최신의 NP 정보에 근거하여, 해당 차량 A에 대한 차종을 판별하는 처리를 행한다.
여기서, 제 6 실시 형태와 관련되는 차종 판별부(37)는, NP 정보를 취득한 결과, 예컨대, "소", "중", "대" 등으로 분류되는 번호판 N의 플레이트 사이즈가 "중"에 속한다고 판정한 경우에는, 차량 A의 차종을 "경자동차", "보통차" 또는 "중형차"로 판별한다. 또한, 차종 판별부(37)는, NP 정보를 취득한 결과, 번호판 N의 플레이트 사이즈가 "대"에 속한다고 판정한 경우에는, 차량 A의 차종을 대형 트럭이나 버스 등의 "대형차" 또는 "특대차"로 판별한다.
또, 차종 판별부(37)에 있어서의 차종 판별 처리의 구체적 태양은 상기로 한정되는 일은 없고, 그 밖에도 다양한 태양을 생각할 수 있다. 예컨대, 차종 판별부(37)는, 번호판 N에 각인된 분류 번호에 근거하여 차종을 판별하더라도 좋다. 이 경우, 차종 판별부(37)는, 예컨대, 번호판 N에 각인된 분류 번호의 위 첫째 자리가 "1" 또는 "2"인 경우, 차량 A의 차종을 "중형차", "대형차" 또는 "특대차"로 판별하고, 또한, 예컨대, 분류 번호 위 첫째 자리가 "3"인 경우, 차량 A의 차종을 "보통차"로 판별한다.
(위치 측정부의 기능)
도 25는 제 6 실시 형태와 관련되는 위치 측정부의 기능을 설명하는 도면이다.
제 6 실시 형태와 관련되는 위치 측정부(31)(도 23)는, 도래 각도 계측부(31b)에 의해 IQ 신호 D4에 근거하여 계측된 전파의 도래 각도와, 높이 추정부(31a)에 의해 차종 판별 신호 D6(차량 A의 차종 판별 결과)으로부터 추정된 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이에 근거하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 일의에 측정한다.
여기서, 우선, 높이 추정부(31a)는, 미리 준비된 2종류의 설치 높이의 후보 값(높이 후보 값 Ha, Hb) 중에서, 차량 A의 차종에 따른 하나의 설치 높이를 선택한다. 높이 후보 값 Ha, Hb는, 각각, 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이에 대한 사전 조사 등에 근거하여 정해진 값이다.
구체적으로는, 높이 후보 값 Ha는, "경자동차", "보통차", "중형차"인 차량 A의 차체 내에 차량 탑재 기기 A1이 탑재되는 경우에 있어서, 해당 차량 탑재 기기 A1이 설치되는 높이의 대표치(평균치, 중앙치 등의 통계적 수치)를 나타내고 있다. 또한, 높이 후보 값 Hb는, "대형차", "특대차"인 차량 A의 차체 내에 차량 탑재 기기 A1이 탑재되는 경우에 있어서, 해당 차량 탑재 기기 A1이 설치되는 높이의 대표치를 나타내고 있다.
일반적으로, "대형차" 및 "특대차"가, "경자동차", "보통차", "중형차"에 비하여 차고나 운전석의 위치가 높은 것으로부터, 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이도 "대형차", "특대차"가 높다. 즉, 높이 후보 값 Hb가 높이 후보 값 Ha보다 큰 값이 된다(Hb>Ha).
차종 판별 신호 D6에 나타내어지는 차량 A의 차종이 "경자동차", "보통차" 또는 "중형차"에 속하는 경우, 높이 추정부(31a)는, 해당 차량 A에 탑재되어 있는 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이로서, 높이 후보 값 Ha를 선택한다. 즉, 높이 추정부(31a)는, 차량 탑재 기기 A1이, 노면으로부터 "Ha"의 높이에 존재한다고 추정한다.
또한, 높이 추정부(31a)는, 차종 판별 신호 D6에 나타내어지는 차량 A의 차종이 "대형차" 또는 "특대차"에 속하는 경우, 높이 추정부(31a)는, 해당 차량 A에 탑재되어 있는 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이로서, 높이 후보 값 Hb를 선택한다. 즉, 높이 추정부(31a)는, 해당 차량 A에 탑재되어 있는 차량 탑재 기기 A1이, 노면으로부터 "Hb"의 높이에 존재한다고 추정한다.
한편, 도래 각도 계측부(31b)는, 위치 측정용 안테나(22A)로부터의 IQ 신호 D4에 근거하여 계측된 전파의 도래 각도에 근거하여, 위치 측정용 안테나(22A)의 설치 위치 및 설치 각도를 기준으로 한 전파의 도래 방향(즉, 차량 탑재 기기 A1이 존재하는 방향)을 나타내는 차량 탑재 기기 방향 벡터 K를 특정한다. 이 경우, 차량 탑재 기기 방향 벡터 K는, 지지체 G에 지지되어, 높이가 "Hb"보다 높은 위치에 설치된 위치 측정용 안테나(22A)로부터, 그 아래쪽(-Z 방향측)에 존재하는 전파의 발진원(차량 탑재 기기 A1)으로 향하는 방향을 나타내는 벡터이다.
위치 측정부(31)는, 위치 측정용 안테나(22A)로부터 아래쪽(-Z 방향)으로 연장되는 차량 탑재 기기 방향 벡터 K의 연장선과, 높이 추정부(31a)가 추정한 높이("Ha" 또는 "Hb" 중 어느 한쪽)에 위치하는 수평면(XY 평면)의 교점을 특정하고, 그 교점의 위치를, 차량 탑재 기기 A1이 존재하는 위치로 간주한다.
예컨대, 차량 탑재 기기 A1을 탑재하는 차량 A의 차종이 "대형차"이고 높이 추정부(31a)에 의한 설치 높이의 추정 결과가 "Hb"인 경우, 위치 측정부(31)는, 노면으로부터 "Hb"의 높이에 존재하는 수평면과, 차량 탑재 기기 방향 벡터 K의 연장선의 교점을 특정한다. 그 결과, 위치 측정부(31)는, 해당 교점의 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서의 위치를 (X1b, Y1b)로 특정할 수 있다(도 25 참조).
한편, 예컨대, 차량 탑재 기기 A1을 탑재하는 차량 A의 차종이 "보통차"이고 높이 추정부(31a)에 의한 설치 높이의 추정 결과가 "Ha"인 경우, 위치 측정부(31)는, 노면으로부터 "Ha"의 높이에 존재하는 수평면과, 차량 탑재 기기 방향 벡터 K의 연장선의 교점을 특정한다. 그 결과, 위치 측정부(31)는, 해당 교점의 수평면 내(XY 평면 내)에 있어서의 위치를 (X1a, Y1a)로 특정할 수 있다(도 25 참조).
주 제어부(32)의 위치 판정부(321)는, 위치 측정부(31)에 의해 측정된 차량 탑재 기기 A1의 위치를 참조하여, 해당 차량 탑재 기기 A1이 규정 통신 영역 Q의 범위 내에 포함되어 있는지 여부를 판정한다. 도 25에 나타내는 예에 있어서는, 차량 탑재 기기 A1의 수평면 내에 있어서의 위치 측정 결과가 (X1b, Y1b)인 경우에는, 위치 판정부(321)는, 해당 차량 탑재 기기 A1이 규정 통신 영역 Q 내에 존재한다고 판정한다. 한편, 차량 탑재 기기 A1의 수평면 내에 있어서의 위치 측정 결과가 (X1a, Y1a)인 경우에는, 위치 판정부(321)는, 해당 차량 탑재 기기 A1이 규정 통신 영역 Q 내에 존재하지 않는다고 판정한다.
이와 같이, 위치 측정용 안테나(22A)로의 도래 방향(차량 탑재 기기 방향 벡터 K)이 동일하다고 하더라도, 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이("Ha"인지, "Hb"인지)에 따라, 해당 차량 탑재 기기 A1의 수평면 상에 있어서의 위치 측정 결과가 바뀔 수 있다.
(요금 수수 시스템의 처리 흐름)
도 26은 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 처리 흐름을 나타내는 도면이다.
우선, 요금 수수 시스템(1)의 번호판 인식 장치(11)(도 22)는, 설치된 위치로부터 차선 L의 상류측(도 24 참조)을 촬영 범위로 하여, 소정의 시간 간격으로 연속적으로 촬영 처리를 행하고 있다. 그리고, 번호판 인식 장치(11)는, 촬영에 의해 취득한 화상 데이터에 대하여 소정의 화상 인식 처리를 실행함과 아울러, 해당 화상 데이터에 주행하는 차량 A의 번호판 N(도 22)이 포함되어 있었을 경우에는, 해당 번호판 N에 대한 NP 정보를 추출한다.
차종 판별부(37)는, 번호판 인식 장치(11)로부터 NP 정보의 입력을 접수하여, 해당 NP 정보를 취득한다(스텝 S31).
차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의한 차량 A의 진입이 검지되었는지 여부를 판정한다(스텝 S32). 여기서, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되어 있지 않은 경우(스텝 S32 : 아니오), 차종 판별부(37)는, 번호판 인식 장치(11)로부터 NP 정보의 입력을 반복하여 접수하여, 순서대로, 최신의 NP 정보를 취득한다.
차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지된 경우(스텝 S32 : 예), 차종 판별부(37)는, 그 직전의 스텝 S31에서 취득한 NP 정보에 근거하여, 차종을 판별하는 처리를 행한다(스텝 S33). 차종 판별부(37)는, 스텝 S33에서 차종을 판별하면, 즉시, 판별한 차종을 나타내는 차종 판별 신호 D6(도 23)을 위치 측정부(31)에 출력한다.
위치 측정부(31)의 높이 추정부(31a)는, 차종 판별부(37)로부터 차종 판별 신호 D6의 입력을 접수하면, 미리 준비된 복수의 높이 후보 값 Ha, Hb(도 25) 중에서, 해당 차종 판별 신호 D6에 나타내어지는 차종에 따른 하나를 선택한다. 이것에 의해, 높이 추정부(31a)는, 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이를 추정한다(스텝 S33).
한편, 스텝 S32에서 차량 A가 검지된 타이밍에, 차선 서버(21)가 FCMC 신호 D1(도 23)을 송신하고, 차량 탑재 기기 A1과의 사이에서 요금 수수용의 무선 통신이 개시된다. 따라서, 스텝 S32의 직후에 있어서 차량 탑재 기기 A1로부터 전파가 발신되고, 위치 측정용 안테나(22A)가 해당 전파를 수신한다.
위치 측정부(31)의 도래 각도 계측부(31b)는, 차량 탑재 기기 A1이 발신한 전파를 위치 측정용 안테나(22A)로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4(도 23)에 근거하여 해당 전파의 도래 각도를 계측하고, 차량 탑재 기기 A1이 존재하는 방향인 전파의 도래 방향(차량 탑재 기기 방향 벡터 K(도 25))을 특정한다.
위치 측정부(31)는, 도 25를 이용하여 설명한 바와 같이, 차량 탑재 기기 방향 벡터 K와, 추정된 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이(높이 후보 값 Ha, Hb)에 근거하여, 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하는 처리를 행한다(스텝 S34).
이상의 처리 흐름에 의해, 요금 수수 시스템(1)은, 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정할 수 있다. 또, 요금 수수 시스템(1)의 처리 흐름에 있어서, 위치 측정부(31)가 위치 측정 결과를 얻은 후의 처리는, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
(작용 효과)
이상과 같이, 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 차선 L을 주행하는 차량 A에 탑재된 차량 탑재 기기 A1 중, 차선 L에 규정된 규정 통신 영역 Q 내에 존재하는 차량 탑재 기기 A1과의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템이다. 그리고, 요금 수수 시스템(1)은, 차량 A의 차선 L로의 진입을 검지하는 차량 검지기(10)와, 차량 검지기(10)에 의해 검지되기 전의 단계에 있어서, 해당 차량 A의 차종을 판별하는 차종 판별부(37)를 구비하고 있다. 또한, 요금 수수 시스템(1)은, 차량 검지기(10)에 의해 검지된 후에 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 전파를 위치 측정용 안테나(22A)로 수신하여 얻어진 IQ 신호 D4에 근거하여, 전파를 발신한 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하는 위치 측정부(31)를 구비하고 있다. 이 위치 측정부(31)는, IQ 신호 D4에 근거하여 계측된 전파의 도래 각도와, 차량 A의 차종 판별 결과로부터 추정된 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이에 근거하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 차량 A가 규정 통신 영역 Q 내에 진입하기 전의 단계에서, 해당 차량 A의 차종을 판별할 수 있다. 그 때문에, 요금 수수용의 무선 통신이 개시되는 시점에서는, 이미, 차종 판별 결과에 따른 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이가 특정되어 있다. 따라서, 차량 탑재 기기 A1이 발신하는 최초의 전파로, 해당 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 제 6 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 있어서, 차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 검지되기 전의 단계에서 취득된, 차량 A에 대한 NP 정보(번호판 정보)에 근거하여 해당 차량 A의 차종을 판별한다.
종래, NP 정보를 취득하기 위한 번호판 인식 장치(11)는, 차량 탑재 기기 A1에 미리 등록되어 있는 차량 번호와, 차량 A의 실제의 차량 번호를 대조할 목적으로 설치되는 경우가 있다. 이 경우, 본 실시 형태와 같이, 번호판 인식 장치(11)를, 또한, 차량 탑재 기기 A1의 위치 측정을 행할 목적으로 이용함으로써, 별도의 장치를 추가 도입하는 일 없이, 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정할 수 있다.
이상에서, 상술한 요금 수수 시스템(1)에 의하면, 추정되는 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이와 위치 측정용 안테나(22A)(AOA 안테나)에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 차량 탑재 기기 A1이 소망하는 통신 영역(규정 통신 영역 Q) 내에 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
또, 제 6 실시 형태와 관련되는 높이 추정부(31a)는, 미리 준비된 2종류의 높이 후보 값 Ha, Hb 중에서, 차종 판별 결과에 따른 하나를 선택하는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 높이 추정부(31a)는, 미리 준비된 3종류 이상의 높이 후보 값 중에서, 차종 판별 결과에 따른 하나를 선택하는 것으로 하더라도 좋다. 이 경우, 높이 추정부(31a)는, 예컨대, 3종류 이상으로 구분된 차종(예컨대, "경자동차", "보통차", "대형차" 등)의 각각에 관련된 높이 후보 값이 미리 준비되어 있는 태양이더라도 좋다.
<제 6 실시 형태의 변형예>
(요금 수수 시스템의 전체 구성 및 기능 구성)
도 27은 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 28은 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 27, 도 28에 있어서, 제 1~제 6 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
도 27에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 제 6 실시 형태와 마찬가지로, AOA 안테나로서, 단일의 위치 측정용 안테나(22A)만이 설치되어 있다.
또한, 도 27에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 지지체 G에는, 레이저 스캐너(12)가 설치되어 있다.
레이저 스캐너(12)는, 차선 L의 노면 위쪽(+Z 방향)으로부터, 해당 차선 L의 노면의 소정 범위를 레이저 스캔(주사)하도록 레이저광을 조사하여, 해당 소정 범위에 포함되는 조사 대상물의 윤곽 형상을 나타내는 레이저 스캔 데이터를 생성한다. 즉, 레이저 스캐너(12)는, 레이저 스캔하는 소정 범위 내에 차량 A의 차체가 포함되어 있는 경우에는, 그 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터를 얻을 수 있다.
도 28에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 통신 제어 장치(3)는, 제 6 실시 형태와 마찬가지로, 차종 판별부(37)를 구비하고 있다.
제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A의 차선 L(도 27)로의 진입이 검지되기 전의 단계에 있어서, 해당 차량 A의 차종을 판별한다.
구체적으로는, 우선, 레이저 스캐너(12)가, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되기 전의 단계에서 해당 차량 A의 차체를 포함하도록 레이저 스캔(주사)을 행하고, 해당 레이저 스캔에 의해 생성된 레이저 스캔 데이터를, 차종 판별부(37)에 출력한다. 그리고, 차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되기 전의 단계에서 취득한 레이저 스캔 데이터에 근거하여, 해당 차량 A의 차종을 판별하는 처리를 행한다.
또한, 차종 판별부(37)는, 차량 A의 차종의 판별 결과를 나타내는 차종 판별 신호 D6을 위치 측정부(31)에 출력한다.
(차종 판별부의 기능)
도 29, 도 30은 각각, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 차종 판별부의 기능을 설명하는 제 1 도면, 제 2 도면이다.
상술한 바와 같이, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 차종 판별부(37)(도 28)는, 레이저 스캐너(12)를 통해서 차량 A의 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터를 취득한다.
여기서, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 레이저 스캐너(12)는, 도 29, 도 30에 나타내는 바와 같이, 차선 L에 있어서의 차량 검지기(10)보다 하류측(+X 방향측)에 있어서, 노면 위쪽(+Z 방향)이고 주행하는 차량 A의 최대 차고보다 높은 위치에 설치된다. 그리고, 레이저 스캐너(12)는, 차량 검지기(10)보다 차선 L의 상류측(-X 방향측)이 주사 범위로서 포함되도록 레이저광 P를 조사한다. 이것에 의해, 레이저 스캐너(12)는, 차량 검지기(10)보다 상류측에 위치하는 차량 A의 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 레이저 스캐너(12)는, 차선 L의 노면 상에 차량 A가 존재하는 경우에 있어서, 해당 차량 A의 차체를 높이 방향(±Z 방향)으로 주사 가능하도록, 그 주사 방향이 설정되어 있다(도 30 참조).
즉, 레이저 스캐너(12)는, 차량 검지기(10)에 의한 차량 A가 검지되기 전의 단계에서, 차량 A의 높이 방향에 대한 차체 형상을 나타내는 레이저 스캔 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 레이저 스캐너(12)는, 취득한 레이저 스캔 데이터에 의해, 적어도 차량 검지기(10)보다 상류측(-X 방향측)의 위치에서, 차량 A가 대형 트럭이나 버스 등의 "대형차", "특대차"에 속하는 경우와, 그 이외의 차종("경자동차", "보통차", "중형차")에 속하는 경우를 판별 가능하게 하는 범위를 주사한다.
예컨대, 레이저 스캐너(12)는, 적어도 차량 검지기(10)보다 상류측의 위치에서, "대형차" 및 "특대차"에 속하는 차량 A만이 갖는 차고(예컨대, 높이 3m 이상)의 범위를 포함하도록 주사한다.
레이저 스캐너(12)는, 상시, 소정 시간마다 연속(예컨대, 매초 100회의 레이트)으로 레이저 스캔을 행하여, 레이저 스캔 데이터를 생성한다.
차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 차량 A가 검지되기 전의 단계에서, 레이저 스캐너(12)에 의해 연속적으로 생성되는 레이저 스캔 데이터를 순서대로 취득한다. 그리고, 차종 판별부(37)는, 차량 A가 진행하여 차량 검지기(10)에 의해 검지된 단계에서, 그 직전에 취득한 최신의 레이저 스캔 데이터에 근거하여, 해당 차량 A에 대한 차종을 판별하는 처리를 행한다.
여기서, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 차종 판별부(37)는, 레이저 스캔 데이터를 취득한 결과, 예컨대, 해당 레이저 스캔 데이터에 나타내어지는 차체 형상의 차고가 "3m 미만"에 속한다고 판정한 경우에는, 차량 A의 차종을 "경자동차", "보통차" 또는 "중형차"로 판별한다. 또한, 차종 판별부(37)는, 레이저 스캔 데이터를 취득한 결과, 해당 레이저 스캔 데이터에 나타내어지는 차체 형상의 차고가 "3m 이상"에 속한다고 판정한 경우에는, 차량 A의 차종을 대형 트럭이나 버스 등의 "대형차" 또는 "특대차"로 판별한다.
(작용 효과)
이상, 제 6 실시 형태의 변형예와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에 의하면, 차종 판별부(37)는, 차량 검지기(10)에 의해 검지되기 전의 단계에서 취득된, 차량 A의 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터에 근거하여 해당 차량 A의 차종을 판별한다.
이와 같이 함으로써, 번호판 인식 장치(11)가 존재하지 않는 경우에도, 레이저 스캐너(12)를 새로운 구성으로서 추가하는 것만으로, 간단하고 쉽게, 차량 탑재 기기 A1에 대한 위치 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<제 7 실시 형태>
다음으로, 도 31을 참조하면서, 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
(요금 수수 시스템의 기능 구성)
도 31은 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 31에 있어서, 제 1~제 6 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
제 1~제 5 실시 형태와 마찬가지로, 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 지지체 G에는, 전파의 발신원의 위치를 측정하기 위해 이용되는 안테나(AOA 안테나)로서, 2개의 위치 측정용 안테나(22A, 22B)가 설치되어 있다.
또한, 제 6 실시 형태와 마찬가지로, 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)에는, 번호판 인식 장치(11)가 설치되어 있다.
제 7 실시 형태와 관련되는 위치 측정부(31)는, 제 6 실시 형태에 더하여, 위치 측정 처리 전환부(31c)를 더 구비하고 있다.
위치 측정 처리 전환부(31c)는, 2개의 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 한쪽의 이상을 검출한 경우에, 위치 측정부(31)가 행하는 위치 측정 처리의 내용을 전환한다.
구체적으로는, 위치 측정 처리 전환부(31c)는, 통신 인터페이스부(35)를 통해서, 2개의 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각에 대하여, 정기적으로, 이상이 생겼는지 여부를 검사하기 위한 검사용 신호를 출력한다. 그리고, 위치 측정용 안테나(22A, 22B)에 이상이 생긴 경우는, 해당 이상이 생긴 것을 나타내는 이상 검출 신호 D7을, 그 이상이 생긴 위치 측정용 안테나(22A, 22B)로부터 접수한다.
여기서, 위치 측정 처리 전환부(31c)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 쪽으로부터도 이상 검출 신호 D7을 입력하고 있지 않은 경우(즉, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 쪽에도 이상이 없는 경우), 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하기 위해, "제 1 위치 측정 처리"를 실행한다.
본 실시 형태에 있어서, "제 1 위치 측정 처리"란, 복수의 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각으로부터 얻어지는 복수의 IQ 신호 D4에 근거하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하는 처리이다.
보다 구체적으로는, 위치 측정부(31)는, 제 1 위치 측정 처리에 있어서, 도래 각도 계측부(31b)에 의한 도래 각도의 계측 결과를 이용하여, 위치 측정용 안테나(22A)에 대한 전파의 도래 각도와, 위치 측정용 안테나(22B)에 대한 전파의 도래 각도의 양쪽을 조합한 삼각 측량 연산을 행한다.
한편, 위치 측정 처리 전환부(31c)는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 한쪽으로부터 이상 검출 신호 D7을 입력한 경우(즉, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 한쪽에 이상이 생긴 경우), 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하기 위해, "제 2 위치 측정 처리"를 실행한다.
본 실시 형태에 있어서, "제 2 위치 측정 처리"란, 이상이 생기지 않은 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 한쪽으로부터 얻어지는 IQ 신호 D4에 근거하여 계측된 전파의 도래 각도와, 차량 A의 차종 판별 결과로부터 추정된 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이에 근거하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하는 처리이다.
보다 구체적으로는, 제 2 위치 측정 처리에 있어서, 위치 측정부(31)(도래 각도 계측부(31b))는, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 이상 검출 신호 D7이 입력되고 있지 않은 한쪽으로부터 IQ 신호 D4를 취득함과 아울러, 해당 IQ 신호 D4에 근거하여 전파의 도래 각도를 계측한다. 또한, 제 2 위치 측정 처리에 있어서, 위치 측정부(31)(높이 추정부(31a))는, 번호판 인식 장치(11) 및 차종 판별부(37)를 통해서 취득한 차종 판별 신호 D6에 근거하여, 차량 A의 차종에 따른 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이를 추정한다. 그리고, 위치 측정부(31)는, 계측한 도래 각도에 근거하는 차량 탑재 기기 방향 벡터 K의 연장선과, 추정된 설치 높이의 수평면의 교점을 특정하고, 해당 교점의 위치를 차량 탑재 기기 A1의 위치로 간주한다.
(작용 효과)
이상과 같이, 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)의 위치 측정부(31)는, 복수의 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 일부에 대하여 이상을 검출한 경우에, 위치 측정부(31)가 행하는 위치 측정 처리를, 상술한 제 1 위치 측정 처리로부터, 제 2 위치 측정 처리로 전환하는 위치 측정 처리 전환부(31c)를 더 구비한다.
이와 같이 함으로써, 통상 시에는, 복수의 위치 측정용 안테나(22A, 22B)를 이용하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정하면서, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 한쪽에 이상이 생긴 경우에는, 즉시, 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 한쪽만을 이용하여 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정할 수 있는 처리로 전환된다.
여기서, 기하학적인 삼각 측량에 의해 정밀하게 위치 측정을 행하는 "제 1 위치 측정 처리"보다, 높이의 추정 처리를 요하는 "제 2 위치 측정 처리"가 위치 측정 정밀도는 약간 저하할 수 있지만, 규정 통신 영역 Q에 대한 영역 내외 판정을 실시하는데 지장을 초래하기까지는 이르지 않는다. 따라서, 복수의 위치 측정용 안테나(22A, 22B) 중 어느 한쪽에 이상이 생긴 경우에도, 제 2 위치 측정 처리로 차선의 운용을 계속할 수 있다. 따라서, 위치 측정용 안테나의 고장이 발생했을 때에, 즉시 차선 폐쇄 등의 처치를 하지 않더라도 좋게 된다.
또, 상술한 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 제 6 실시 형태와 마찬가지로, 번호판 인식 장치(11)가 취득하는 NP 정보에 근거하여 차량 A의 차종을 판별하는 태양으로서 설명하고 있지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 제 6 실시 형태의 변형예에서 설명한 레이저 스캐너(12)(도 27~도 30)를 구비하고, 해당 레이저 스캐너(12)가 취득한 레이저 스캔 데이터에 근거하여 차량 A의 차종을 판별하더라도 좋다.
또한, 제 6, 제 7 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 위치 측정용 안테나(22A)(또는 위치 측정용 안테나(22B))와, 차선 서버(21)의 사이에 통신 제어 장치(3)가 마련되고, 해당 통신 제어 장치(3)가, 위치 측정부(31) 및 차종 판별부(37)를 구비하는 태양으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 다른 실시 형태와 관련되는 요금 수수 시스템(1)은, 차선 서버(21)가, 상술한 위치 측정부(31) 및 차종 판별부(37)를 구비하는 태양이더라도 좋다.
이 경우, 차선 서버(21)의 차종 판별부(37)가 번호판 인식 장치(11)로부터 NP 정보를 취득하여, 차량 A의 차종을 판별한다. 그리고, 차선 서버(21)의 위치 측정부(31)가, 하나의 위치 측정용 안테나(위치 측정용 안테나(22A) 또는 위치 측정용 안테나(22B))로부터 수신한 IQ 신호 D4에 근거하여 차량 탑재 기기 A1에 대한 전파의 도래 각도를 계측함과 아울러, 차종 판별부(37)에 의한 차종 판별 결과로부터 추정되는 차량 탑재 기기 A1의 설치 높이의 조합으로 차량 탑재 기기 A1의 위치를 측정한다.
번호판 인식 장치(11) 대신에 레이저 스캐너(12)를 이용하는 경우도 마찬가지이다.
위치 측정 처리 전환부(31c)는, 통신 인터페이스부(35)를 통해서, 2개의 위치 측정용 안테나(22A, 22B)의 각각에 대하여, 정기적으로, 이상이 생겼는지 여부를 검사하기 위한 검사용 신호를 출력하여, 이상의 유무를 판단하는 것으로서 설명했지만, 다른 실시 형태에 있어서는 이 태양으로 한정되지 않는다.
예컨대, 위치 측정 처리 전환부(31c)는, 요금 수수용 안테나(20)로 정상적으로 ACTC 신호 D2를 수신하고, 또한, 동일한 타이밍에, 한쪽의 위치 측정용 안테나(22A)로 정상적으로 IQ 신호 D4를 수신할 수 있음에도 불구하고, 다른 쪽의 위치 측정용 안테나(22B)로 IQ 신호 D4를 취득할 수 없는 상태가 복수 회(예컨대, "2회") 계속된 경우에, 해당 위치 측정용 안테나(22B)에 이상이 생겼다고 판단하는 것으로 하더라도 좋다.
또, 상술한 제 6, 제 7 실시 형태에 있어서는, 요금 수수 시스템(1)의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하여, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 판독하게 하여, 실행하는 것에 의해 각종 처리를 행하는 것으로 하고 있다. 여기서, 상술한 요금 수수 시스템(1)의 각종 처리의 과정은, 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 판독하여 실행하는 것에 의해 상기 각종 처리가 행해진다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전달하고, 이 전달을 받은 컴퓨터가 해당 프로그램을 실행하도록 하더라도 좋다.
또한, 요금 수수 시스템(1)은, 각종 기능 구성이 단일의 장치 하우징에 들어가는 태양으로 한정되지 않고, 요금 수수 시스템(1)이 갖는 각종 기능 구성이, 네트워크로 접속되는 복수의 장치에 걸쳐 구비되는 태양이더라도 좋다.
이상, 본 발명의 몇몇의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 마찬가지로, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것으로 한다.
(산업상의 이용 가능성)
상술한 요금 수수 시스템, 위치 측정 방법 및 프로그램에 의하면, 추정되는 차량 탑재 기기의 설치 높이와, 위치 측정용 안테나에 대한 전파의 도래 각도에 근거하여, 차량 탑재 기기가 소망한 통신 영역 내에 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
1 : 요금 수수 시스템
10 : 차량 검지기
11 : 번호판 인식 장치
12 : 레이저 스캐너
20 : 요금 수수용 안테나
21 : 차선 서버
22A, 22B : 위치 측정용 안테나
220 : 안테나 소자
221 : 검파 증폭기
222 : AND 게이트부
223 : A/D 변환기
224 : I/Q 데이터 연산부
3 : 통신 제어 장치
30 : 식별자 추출부
31 : 위치 측정부
31a : 높이 추정부
31b : 도래 각도 계측부
31c : 위치 측정 처리 전환부
32 : 주 제어부
320 : 게이트 신호 출력부
321 : 위치 판정부
321a : 판정 조건 설정부
322 : 식별자 등록부
323 : 식별자 대조부
324 : 이상 검출부
33 : 차량 탑재 기기 발신 신호 전송부
34A, 34B : O/E 변환부
35 : 통신 인터페이스부
36 : 복호부
37 : 차종 판별부
4 : 릴레이 회로부
40A, 40B : 스위치
41 : 바이패스 배선
A : 차량
A1 : 차량 탑재 기기
L : 차선
I : 아일랜드
Q : 규정 통신 영역
CA : 캐노피
R : 통신실
G : 지지체
O : 광통신 케이블
A : 차량
A1 : 차량 탑재 기기
A2 : 기준 발신기
N : 번호판
K : 차량 탑재 기기 방향 벡터

Claims (6)

  1. 차선을 주행하는 차량에 탑재된 차량 탑재 기기 중, 상기 차선에 규정된 규정 통신 영역 내에 존재하는 차량 탑재 기기와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템으로서,
    상기 차량의 상기 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지기와,
    상기 차량의 차종을 판별하는 차종 판별부와,
    상기 차량 검지기에 의해 검지된 후에 상기 차량 탑재 기기가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 전파를 발신한 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 위치 측정부
    를 구비하고,
    상기 차종 판별부는, 상기 차량 검지기에 의해 검지되기 전의 단계에 있어 연속적으로 취득된 정보 가운데, 해당 차량 검지기에 의해 검지된 타이밍의 직전의 정보를 참조하여, 상기 차량의 차종을 판별하고,
    상기 위치 측정부는, 복수의 상기 위치 측정용 안테나 중 일부에 대해 이상을 검출한 경우에, 복수의 상기 위치 측정용 안테나의 각각으로부터 얻어지는 복수의 상기 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 1 위치 측정 처리로부터, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 2 위치 측정 처리로 전환하는
    요금 수수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차종 판별부는,
    상기 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서 취득된, 상기 차량에 대한 번호판 정보에 근거하여 당해 차량의 차종을 판별하는 요금 수수 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차종 판별부는,
    상기 차량 검지기에 의해 검지되는 것보다 전의 단계에서 취득된, 상기 차량의 차체 형상에 따른 레이저 스캔 데이터에 근거하여 당해 차량의 차종을 판별하는 요금 수수 시스템.
  4. 삭제
  5. 차선을 주행하는 차량에 탑재된 차량 탑재 기기 중, 상기 차선에 규정된 규정 통신 영역 내에 존재하는 차량 탑재 기기와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템에서, 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 방법으로서,
    상기 차량의 상기 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지 공정과,
    상기 차량의 차종을 판별하는 차종 판별 공정과,
    상기 차량 검지 공정에서 검지된 후에 상기 차량 탑재 기기가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 전파를 발신한 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 위치 측정 공정
    을 갖고,
    상기 차종 판별 공정에서, 상기 차량 검지 공정에 있어 검지되기 전의 단계에 있어 연속적으로 취득된 정보 가운데, 해당 차량 검지 공정에 의해 검지된 타이밍의 직전의 정보를 참조하여, 상기 차량의 차종을 판별하고,
    상기 위치 측정 공정에서, 복수의 상기 위치 측정용 안테나 중 일부에 대해 이상을 검출한 경우에, 복수의 상기 위치 측정용 안테나의 각각으로부터 얻어지는 복수의 상기 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 1 위치 측정 처리로부터, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 2 위치 측정 처리로 전환하는
    위치 측정 방법.
  6. 차선을 주행하는 차량에 탑재된 차량 탑재 기기 중, 상기 차선에 규정된 규정 통신 영역 내에 존재하는 차량 탑재 기기와의 사이에서 요금 수수용의 통신을 행하는 요금 수수 시스템에서, 상기 차량의 상기 차선에의 진입을 검지하는 차량 검지기를 구비하는 요금 수수 시스템의 컴퓨터를,
    상기 차량의 차종을 판별하는 차종 판별 수단,
    상기 차량 검지기에 의해 검지된 후에 상기 차량 탑재 기기가 발신하는 전파를 소정의 위치 측정용 안테나에서 수신하여 얻어진 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 전파를 발신한 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 위치 측정 수단
    으로서 기능시키고,
    상기 차종 판별 수단은, 상기 차량 검지기에 의해 검지되기 전의 단계에 있어 연속적으로 취득된 정보 가운데, 해당 차량 검지기에 의해 검지된 타이밍의 직전의 정보를 참조하여, 상기 차량의 차종을 판별하고,
    상기 위치 측정 수단은, 복수의 상기 위치 측정용 안테나 중 일부에 대해 이상을 검출한 경우에, 복수의 상기 위치 측정용 안테나의 각각으로부터 얻어지는 복수의 상기 위치 측정용 신호에 근거하여, 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 1 위치 측정 처리로부터, 상기 위치 측정용 신호에 근거하여 계측된 상기 전파의 도래 각도와, 상기 차량의 차종 판별 결과로부터 추정된 상기 차량 탑재 기기의 설치 높이에 근거하여 상기 차량 탑재 기기의 위치를 측정하는 제 2 위치 측정 처리로 전환하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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