(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されたレーンに設置され、移動体に所持された応答器からの応答信号を第１の受信ビームにより受信し、前記応答器と通信を行う路側器に接続される電波発射源検出センサにおいて、
前記第１の受信ビームよりビーム幅の広い第２の受信ビームにより前記応答信号を受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部で受信した応答信号の信号強度を測定し、前記アンテナ部で受信した応答信号の到来方向を特定する方向特定部と、
前記信号強度及び前記到来方向に基づいて、前記応答信号が前記レーンから到来し、かつ、前記応答信号の信号強度が予め設定された閾値を超える要件を満たすか否かを判断し、前記要件を満たすと判断した場合、前記応答信号は有効であると判定し、前記要件を満たさないと判断した場合、前記応答信号は有効でないと判定し、前記判定結果を、前記路側器へ送信する識別判定部と
を具備し、
前記識別判定部は、
前記応答信号が前記レーン以外から到来し、かつ、前記応答信号の信号強度が予め設定された閾値を超えると判断した場合、前記応答信号は無効であると判定し、
前記応答信号が前記レーン及び前記レーン以外から到来し、前記信号強度が予め設定された閾値を超えると判断した場合、前記応答信号は不明であると判定し、
前記信号強度が予め設定された閾値を超えないと判断した場合、前記応答信号は不明であると判定することを特徴とする電波発射源検出センサ。
【請求項２】
前記方向特定部は、前記到来方向を方位角により特定することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
【請求項３】
前記方向特定部は、前記到来方向を方位角及び仰角により特定することを特徴とする請求項１記載の電波発射源検出センサ。
【請求項４】
前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
前記アンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号の全てを検波する検波部をさらに具備し、
前記方向特定部は、前記検波の結果に基づいて、前記アンテナ部で受信した応答信号の信号強度を測定し、前記アンテナ部で受信した応答信号の到来方向を特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電波発射源検出センサ。
【請求項５】
予め設定されたレーンに設置され、車両に搭載された車載器からの応答信号を第１の受信ビームにより受信し、前記車載器と通信を行う路側器において、
前記応答信号を前記第１の受信ビームにより受信する第１のアンテナ部と、
前記応答信号を前記第１の受信ビームよりビーム幅の広い第２の受信ビームにより受信する第２のアンテナ部と、
前記第２のアンテナ部で受信した応答信号の信号強度を測定し、前記第２のアンテナ部で受信した応答信号の到来方向を特定する方向特定部と、
前記信号強度及び前記到来方向に基づいて、前記第２のアンテナ部により受信した応答信号が前記レーンから到来し、かつ、前記応答信号の信号強度が予め設定された閾値を超える要件を満たすか否かを判断し、前記要件を満たすと判断した場合、前記応答信号は有効であると判定し、前記要件を満たさないと判断した場合、前記応答信号は有効でないと判定する識別判定部と、
前記識別判定部による判定結果を、前記第１のアンテナ部で受信された応答信号に基づいて前記車載器に対する課金処理を行う際の、一つの判断要素として用いる制御部と
を具備し、
前記識別判定部は、
前記応答信号が前記レーン以外から到来し、かつ、前記応答信号の信号強度が予め設定された閾値を超えると判断した場合、前記応答信号は無効であると判定し、
前記応答信号が前記レーン及び前記レーン以外から到来し、前記信号強度が予め設定された閾値を超えると判断した場合、前記応答信号は不明であると判定し、
前記信号強度が予め設定された閾値を超えないと判断した場合、前記応答信号は不明であると判定することを特徴とする路側器。
【請求項６】
前記方向特定部は、前記到来方向を方位角により特定することを特徴とする請求項５記載の路側器。
【請求項７】
前記方向特定部は、前記到来方向を方位角及び仰角により特定することを特徴とする請求項５記載の路側器。
【請求項８】
前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
前記第２のアンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号のうちいずれか一つの電波信号を必要信号として検波する検波部をさらに具備し、
前記方向特定部は、前記検波の結果に基づいて、前記第２のアンテナ部で受信した応答信号の信号強度を測定し、前記第２のアンテナ部で受信した応答信号の到来方向を特定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の路側器。
【請求項９】
前記応答信号は、複数の電波信号を含み、
前記第２のアンテナ部で受信した応答信号に含まれる前記複数の電波信号のうち少なくともいくつかの電波信号を必要信号として検波する検波部をさらに具備し、
前記方向特定部は、前記検波の結果に基づいて、前記第２のアンテナ部で受信した応答信号の信号強度を測定し、前記第２のアンテナ部で受信した応答信号の到来方向を特定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の路側器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば有料道路を走行する車両の走行レーンを判別する電波発射源検出センサと、このセンサを利用する自動料金収受システム及び路側器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路の料金所に設置された路側器と、車両に搭載された車載器との間で通信を行い、車両を停止させずに有料道路の通行料金を自動的に徴収する技術としてＥＴＣ（Electronic Toll Collection）が存在する。ＥＴＣは、通行料金の徴収に必要な経費を削減すると共に、料金所で頻発される渋滞の緩和を目的として開発されたものである。
【０００３】
しかしながら、従来の自動料金収受システムでは、路側器からの電波がＥＴＣレーンの周辺の構造物に反射され、隣接レーン等に存在する車両に搭載された車載器と路側器とが誤通信を起こし、誤課金等が発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来の自動料金収受システムでは、自レーンの路側器と、隣接レーンに存在する車載器とが誤通信を行うおそれがあった。
【０００６】
そこで、目的は、到来した電波が自レーンからのものか、他レーンからのものかを判別することが可能な電波発射源検出センサと、このセンサを用いた自動料金収受システム及び路側器とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、予め設定されたレーンに設置され、移動体に所持された応答器からの応答信号を第１の受信ビームにより受信し、前記応答器と通信を行う路側器に接続される電波発射源検出センサは、アンテナ部と、方向特定部と、識別判定部とを具備する。アンテナ部は、前記第１の受信ビームよりビーム幅の広い第２の受信ビームにより前記応答信号を受信する。方向特定部は、前記アンテナ部で受信した応答信号の信号強度を測定し、前記アンテナ部で受信した応答信号の到来方向を特定する。識別判定部は、前記信号強度及び前記到来方向に基づいて、前記応答信号が前記レーンから到来し、かつ、前記応答信号の信号強度が予め設定された閾値を超える要件を満たすか否かを判断し、前記要件を満たすと判断した場合、前記応答信号は有効であると判定し、前記要件を満たさないと判断した場合、前記応答信号は有効でないと判定し、前記判定結果を、前記路側器へ送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る自動料金収受システムと、車両に搭載されたＥＴＣ車載器との構成の一例を示す図である。
【図２】図１の路側器及び電波発射源検出センサと、ＥＴＣ車載器との機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２の電波発射源検出センサによる第２の受信エリアの一例を示す図である。
【図４】図２の判定処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４のレーン識別判定部によるレーンの識別の一例を示す図である。
【図６】図４のレーン識別判定部による識別判定処理の一例を示す図である。
【図７】図４のレーン識別判定部による識別判定処理の一例を示す図である。
【図８】図４のレーン識別判定部による識別判定処理の一例を示す図である。
【図９】図４のレーン識別判定部による識別判定処理の一例を示す図である。
【図１０】図２の路側器及び電波発射源検出センサの動作の一例を示すシーケンス図である。
【図１１】図２の路側器及び電波発射源検出センサがガントリに固定された際の外観図の一例を示す図である。
【図１２】図２の電波発射源検出センサの構造の一例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る路側器及び自動料金収受システムと、ＥＴＣ車載器との機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１３の電波発射源検出センサの判定処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】図１３の路側器及び電波発射源検出センサの動作の一例を示すシーケンス図である。
【図１６】第３の実施形態に係る路側器及び自動料金収受システムと、ＥＴＣ車載器との機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１６の電波発射源検出センサの判定処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図１８】図１６の路側器及び電波発射源検出センサの動作の一例を示すシーケンス図である。
【図１９】第４の実施形態に係る自動料金収受システムと、車両に搭載されたＥＴＣ車載器との構成の一例を示す図である。
【図２０】図１９の路側器の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】図１９の判定処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図２２】図１９の判定処理部における識別判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２３】第５の実施形態に係る自動料金収受システムと、車両に搭載されたＥＴＣ車載器との構成の一例を示す図である。
【図２４】図２３の電波発射源検出センサにより形成される第２の受信ビームをレーンの正面から見た図である。
【図２５】図２３の電波発射源検出センサによる第２の受信エリアの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、電波発射源検出センサをＥＴＣシステムに用いた例を説明するが、電波発射源検出センサを利用するシステムはＥＴＣシステムに限定される訳ではない。
【００１０】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る自動料金収受システム１０と、車両Ｖに搭載されたＥＴＣ（Electronic Toll Collection）車載器２０との構成を示す模式図の一例である。
【００１１】
図１に示す自動料金収受システム１０は、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses）  ＳＴＤ−Ｔ５５の規格に適合するシステムである。自動料金収受システム１０は、ガントリ１１、路側器１２、車両検出器１３〜１５、信号処理部１６及び電波発射源検出センサ１７を備える。
【００１２】
ガントリ１１は、レーンを跨ぐように設置される。ガントリ１１には、路側器１２及び電波発射源検出センサ１７が固定される。車両検出器１３〜１５は、通過する車両Ｖを検出し、車両Ｖを検出した旨を路側器１２へ通知する。
【００１３】
路側器１２は、自レーン中の所定のエリアへ通信の開始を通知する通知信号を送信するように、送信ビームを形成する。また、路側器１２は、自レーンの第１の受信エリアに存在するＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信するように、第１の受信ビームを形成する。
【００１４】
路側器１２は、車両検出器１３が車両Ｖを検出した場合、自レーン中の所定のエリアへ向けて、通知信号を送信する。なお、路側器１２は、常に何らかの信号を送信しており、車両検出器１３が車両Ｖを検出した場合に、通信の開始を通知する信号を送信するように信号を切り替えても構わない。ＥＴＣ車載器２０は、路側器１２からの通知信号を受信すると、応答信号を路側器１２及び電波発射源検出センサ１７へ返す。路側器１２は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信する。
【００１５】
路側器１２は、ガントリ１１に固定され、電波発射源検出センサ１７と接続線１８，１９（図２で図示する。）により接続する。路側器１２は、接続線１８を介して電波発射源検出センサ１７へ同期信号を出力する。また、路側器１２は、接続線１９を介して電波発射源検出センサ１７から、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号についての識別判定結果を受信する。なお、識別判定結果とは、路側器１２が受信した応答信号が「有効」、「無効」又は「不明」のいずれであるかを評価するものであり、詳細については後程説明する。
【００１６】
路側器１２は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号に基づき、信号処理部１６と共に、ＥＴＣ車載器２０に対する課金処理を行う。このとき、路側器１２は、電波発射源検出センサ１７からの識別判定結果を、この課金処理における一つの判断要素として用いる。例えば、識別判定結果が「有効」である場合には、路側器１２及び信号処理部１６により、ＥＴＣ車載器２０に対する課金処理が行われるようにしても良い。
【００１７】
路側器１２は、車両検出器１３が車両Ｖを検出した後に車両検出器１４が車両Ｖを検出した場合、車両Ｖが前進していることを認識する。また、路側器１２は、車両検出器１５が車両Ｖを検出した場合、車両Ｖが自レーンを通過したことを認識する。
【００１８】
図２は、第１の実施形態に係る路側器１２及び電波発射源検出センサ１７と、ＥＴＣ車載器２０との機能構成の一例を示すブロック図である。
【００１９】
電波発射源検出センサ１７は、図２に示すように、アンテナ部１７１、受信部１７２及び判定処理部１７３を備える。
【００２０】
アンテナ部１７１は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ１７は、これらの複数のアンテナ素子により第２の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、４５度以下となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば０．５λとすることで、例えば、±９０度となるように設定される。これにより、自レーン及び自レーンの両隣に位置する隣接レーンにおける、路側器１２の直下からＥＴＣレーンの入口方向へ５ｍの範囲が、第２の受信エリアとなる。図３に示す斜線のエリアは、第１の実施形態に係る第２の受信エリアの一例を示す模式図である。第２の受信ビームは、第１の受信ビームよりもビーム幅が広く、第２の受信エリアは、第１の受信エリアよりも広い。アンテナ部１７１は、第２の受信ビームにより応答信号を受信する。
【００２１】
受信部１７２は、アンテナ部１７１で受信された応答信号を、中間周波数帯のＩＦ信号に変換し、判定処理部１７３へ出力する。
【００２２】
図４は、第１の実施形態に係る電波発射源検出センサ１７の判定処理部１７３の機能構成の一例を示すブロック図である。判定処理部１７３は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたもので、次のように構成される。すなわち、判定処理部１７３は、検波部１７３１、方向特定部１７３２と、レーン識別判定部１７３３とを備える。
【００２３】
検波部１７３１は、受信部１７２からのＩＦ信号から、路側器１２からの同期信号に基づいて必要信号を検波する。検波部１７３１は、検波結果を方向特定部１７３２へ出力する。
【００２４】
方向特定部１７３２は、検波部１７３１からの検波結果に基づいて、電波強度を測定する。また、方向特定部１７３２は、検波部１７３１からの検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部１７３２は、電波強度情報及び到来方向情報をレーン識別判定部１７３３へ出力する。
【００２５】
レーン識別判定部１７３３は、図５に示すように、到来方向情報を用いて、アンテナ部１７１により受信された応答信号が自レーンからの信号か、他レーンからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、仰角４５度以下及び方位角±１２度の信号は自レーンからの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。また、レーン識別判定部１７３３は、電波強度情報を用いて、アンテナ部１７１により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。レーン識別判定部１７３３は、これらの判定結果を用いて、アンテナ部１７１で受信した応答信号が有効なものであるか否かを判定する。
【００２６】
具体的な判定方法は、図６乃至図９に基づいて説明する。
【００２７】
レーン識別判定部１７３３は、電波強度が予め設定した閾値を超え、かつ、応答信号が自レーンから到来するか否かを判断する。レーン識別判定部１７３３は、図６に示すように、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が自レーンから到来すると判断する場合、応答信号は「有効」であると判定する。レーン識別判定部１７３３は、応答信号が「有効」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００２８】
また、レーン識別判定部１７３３は、図７に示すように、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が他レーンからのみ到来すると判断する場合、応答信号は「無効」であると判定する。レーン識別判定部１７３３は、応答信号が「無効」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００２９】
また、レーン識別判定部１７３３は、図８に示すように、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が自レーン及び他レーンの複数方向から到来すると判断する場合、応答信号は「不明」であると判定する。また、レーン識別判定部１７３３は、図９に示すように、電波強度が閾値を超えない場合、応答信号は「不明」であると判定する。なお、「不明」とは判定不能である旨を示す。レーン識別判定部１７３３は、応答信号が「不明」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００３０】
次に、以上のように構成された自動料金収受システム１０における路側器１２と電波発射源検出センサ１７との動作を詳細に説明する。図１０は、第１の実施形態に係る自動料金収受システム１０における路側器１２と電波発射源検出センサ１７との動作を示すシーケンス図である。
【００３１】
まず、路側器１２は、所定の期間毎に接続線１８を介し、同期信号を電波発射源検出センサ１７へ出力する。
【００３２】
路側器１２は、車両検出器１３から車両Ｖを検出した旨の通知を受けると（シーケンスＳ１０１）、ＦＣＭＳ（Frame Control Message Slot）信号及びＭＤＳ（Message Data Slot）信号等の通知信号を自レーン中の所定のエリアへ送信する（シーケンスＳ１０２）。ＥＴＣ車載器２０は、路側器１２からの通知信号を受信すると、ＡＣＴＳ（Activation Slot）信号、ＡＣＫＣ（Activation Channel）信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を路側器１２及び電波発射源検出センサ１７へ送信する。
【００３３】
電波発射源検出センサ１７は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信し（シーケンスＳ１０３）、検波部１７３１により、応答信号に含まれる例えばＡＣＴＳ信号を、同期信号に同期して検波する（シーケンスＳ１０４）。電波発射源検出センサ１７は、検波結果に基づき、方向特定部１７３２により、電波強度を測定し、電波の到来方向を特定する（シーケンスＳ１０５）。そして、電波発射源検出センサ１７は、電波強度情報及び到来方向情報に基づき、レーン識別判定部１７３３により、ＡＣＴＳ信号に対する識別判定を行う（シーケンスＳ１０６）。電波発射源検出センサ１７は、識別判定結果を路側器１２へ接続線１９を介して出力する（シーケンスＳ１０７）。
【００３４】
路側器１２は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号と、電波発射源検出センサ１７からの識別判定結果とを受信する。路側器１２は、識別判定結果を、ＥＴＣ車載器２０に対して課金処理を行う上での一つの判断要素として用いる（シーケンスＳ１０８）。
【００３５】
次に、上述の電波発射源検出センサ１７の実施例を図１１及び図１２に示す。図１１は、第１の実施形態に係る路側器１２と電波発射源検出センサ１７とがガントリ１１に固定された際の外観図の例を示す図である。また、図１２は、第１の実施形態に係る電波発射源検出センサ１７の構造の一例を示す図である。
【００３６】
図１２における電波発射源検出センサ１７は、前方がレドーム１７４、後方が放熱板１７５により覆われた筐体内に、アンテナ部１７１としてのアンテナ素子１７６−１〜１７６−ｎと、受信部１７２としての周波数コンバータ１７７−１〜１７７−ｎ及びローカル信号生成基板１７８と、判定処理部１７３としての信号処理基板１７９とを備える。
【００３７】
アンテナ素子１７６−１〜１７６−ｎは、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信する。周波数コンバータ１７７−１〜１７７−ｎは、アンテナ素子１７６−１〜１７６−ｎで受信された応答信号を、ローカル信号生成基板１７８で生成されたローカル信号に基づいてＩＦ信号に変換する。信号処理基板１７９は、周波数コンバータ１７７−１〜１７７−ｎからＩＦ信号を受信し、応答信号に対する識別判定処理を行い、識別判定結果を路側器１２へ出力する。
【００３８】
以上のように、上記第１の実施形態では、電波発射源検出センサ１７は、第２の受信ビームにより応答信号を受信し、受信した応答信号の電波強度及び到来方向を取得する。電波発射源検出センサ１７は、電波強度及び到来方向に基づき、電波発射源検出センサ１７が受信した応答信号が「有効」、「無効」又は「不明」であるかを識別判定する。これにより、電波発射源検出センサ１７は、自レーンから到来し、かつ、所定の電波強度以上の電波強度を有する応答信号を、その他の信号と識別することが可能となる。
【００３９】
また、上記第１の実施形態では、電波発射源検出センサ１７は、同期信号により路側器１２と同期することで、路側器１２から通知信号が送信されるタイミングを把握する。ここで、ＥＴＣ車載器２０が通知信号を受け取ってからＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を返す期間は予め設定されている。このため、電波発射源検出センサ１７は、ＥＴＣ車載器２０から応答信号が送信されるタイミングを把握することが可能である。つまり、電波発射源検出センサ１７は、応答信号に含まれる信号のうち所望の信号（上記実施形態では、ＡＣＴＳ信号）を正確に検波することが可能となる。
【００４０】
したがって、第１の実施形態に係る電波発射源検出センサ１７は、到来した電波が自レーンからのものか、他レーンからのものかを識別することができる。
【００４１】
そして、路側器１２は、識別判定結果を、ＥＴＣ車載器に対して課金処理を行う上での判断要素の一つとして扱う。例えば、識別判定結果が「有効」である場合には、応答信号を送信したＥＴＣ車載器に対して課金処理を行い、識別判定結果が「無効」及び「不明」である場合には、その応答信号を送信したＥＴＣ車載器に対しては課金処理を行わない。これにより、路側器１２は、隣接レーンに存在する車両に搭載されたＥＴＣ車載器との誤通信が低減されると考えられる。
【００４２】
なお、上記第１の実施形態では、検波部１７３１によりＡＣＴＳ信号を検波する例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、検波部１７３１により、ＡＣＴＳ信号に代えて、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号を検波するようにしても構わない。なお、第１の実施形態でＡＣＴＳ信号を検波することとした理由は、ＡＣＴＳ信号が応答信号の中で最先の信号だからである。
【００４３】
また、上記第１の実施形態では、方向特定部１７３２により、方位角方向における電波の到来方向を特定する例について説明したが、本実施形態は、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部１７３２は、方位角方向に加え、仰角方向における電波の到来方向を特定するようにしても構わない。これにより、電波発射源検出センサ１７は、仰角方向における車両の位置も把握することが可能となる。このとき、電波発射源検出センサ１７は、応答信号の識別判定結果に加えて、応答信号の位置情報も路側器１２へ出力しても構わない。路側器１２は、応答信号の位置情報を取得することで、自レーンに２台以上の車両が存在する場合についても対応することが可能となる。
【００４４】
なお、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、アンテナ部及び受信部を簡素化することが可能である。また、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、応答信号の到来方向を特定するまでの処理時間が短くて済むというメリットがある。
【００４５】
また、上記第１の実施形態では、電波発射源検出センサ１７は、応答信号に含まれる信号のうち、いずれか一つを検波し、検波した信号についての識別判定処理を行う例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、応答信号に含まれる全ての信号を検波し、それぞれの信号毎に識別判定処理を行うようにしても構わない。このとき、電波発射源検出センサ１７は、それぞれの信号についての識別判定結果を路側器１２へ出力する。路側器１２は、それぞれの信号についての識別判定結果を、車載器に対して課金処理を行う上での一つの判断要素とする。例えば、路側器１２は、全ての信号の識別判定結果が「有効」である場合にのみ、車載器に対して課金処理を行うようにしても良い。これより、一つの信号のみについて識別判定を行う場合より、誤通信を行うおそれが低くなる。
【００４６】
（第２の実施形態）  
図１３は、第２の実施形態に係る路側器１２及び電波発射源検出センサ１１０と、ＥＴＣ車載器２０との機能構成の一例を示すブロック図である。図１３における電波発射源検出センサ１１０は、第１の実施形態における電波発射源検出センサ１７と同様に、自動料金収受システム１０に具備される。路側器１２は、接続線１９により電波発射源検出センサ１１０と接続する。
【００４７】
電波発射源検出センサ１１０は、図１３に示すように、アンテナ部１１０１、受信部１１０２及び判定処理部１１０３を備える。
【００４８】
アンテナ部１１０１は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ１１０は、これらの複数のアンテナ素子により第２の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、例えば、４５度以下となるように設定され、方位角方向のビーム幅は、例えば、±９０度となるように設定される。アンテナ部１１０１は、この第２の受信ビームにより応答信号を受信する。さらに、電波発射源検出センサ１１０は、複数のアンテナ素子により、路側器１２方向に第３のビームを形成しており、路側器１２からの通知信号を受信する。
【００４９】
受信部１１０２は、アンテナ部１１０１で受信された応答信号を中間周波数帯の応答ＩＦ信号に変換し、判定処理部１１０３へ出力する。また、受信部１１０２は、アンテナ部１１０１で受信された通知信号を中間周波数帯の通知ＩＦ信号に変換し、判定処理部１１０３へ出力する。
【００５０】
図１４は、第２の実施形態に係る電波発射源検出センサ１１０の判定処理部１１０３の機能構成を示すブロック図である。判定処理部１１０３は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵを備えたもので、次のように構成される。すなわち、判定処理部１１０３は、検波部１１０３１、方向特定部１１０３２及びレーン識別判定部１１０３３を備える。
【００５１】
検波部１１０３１は、受信部１１０２からの通知ＩＦ信号と同期して、受信部１１０２からの応答ＩＦ信号から必要信号を検波する。検波部１１０３１は、検波結果を方向特定部１１０３２へ出力する。
【００５２】
方向特定部１１０３２は、検波部１１０３１からの検波結果に基づいて、電波強度を測定する。また、方向特定部１１０３２は、検波部１１０３１からの検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部１１０３２は、電波強度情報及び到来方向情報をレーン識別判定部１１０３３へ出力する。
【００５３】
レーン識別判定部１１０３３は、到来方向情報を用いて、アンテナ部１１０１により受信された応答信号が自レーンからの信号か、他レーンからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、仰角４５度以下及び方位角±１２度の信号は自レーンからの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。また、レーン識別判定部１１０３３は、電波強度情報を用いて、アンテナ部１１０１により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。レーン識別判定部１１０３３は、これらの判断結果を用いて、アンテナ部１１０１で受信した応答信号が有効なものであるか否かを判定する。
【００５４】
すなわち、レーン識別判定部１１０３３は、電波強度が予め設定した閾値を超え、かつ、応答信号が自レーンから到来すると判断する場合、応答信号は「有効」であると判定する。レーン識別判定部１１０３３は、応答信号が「有効」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００５５】
また、レーン識別判定部１１０３３は、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が他レーンからのみ到来すると判断する場合、応答信号は「無効」であると判定する。レーン識別判定部１１０３３は、応答信号が「無効」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００５６】
また、レーン識別判定部１１０３３は、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が自レーン及び他レーンの複数方向から到来すると判断する場合、応答信号は「不明」であると判定する。また、レーン識別判定部１１０３３は、電波強度が閾値を超えない場合、応答信号は「不明」であると判定する。レーン識別判定部１１０３３は、応答信号が「不明」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００５７】
次に、以上のように構成された自動料金収受システム１０における路側器１２と電波発射源検出センサ１１０との動作を詳細に説明する。図１５は、第２の実施形態に係る自動料金収受システム１０における路側器１２と電波発射源検出センサ１１０との動作を示すシーケンス図である。
【００５８】
路側器１２は、車両検出器１１３から車両Ｖを検出した旨の通知を受けると（シーケンスＳ１５１）、ＦＣＭＳ信号及びＭＤＳ信号等の通知信号を自レーン中の所定のエリアへ送信する（シーケンスＳ１５２）。電波発射源検出センサ１１０は、通知信号を受信し（シーケンスＳ１５３）、路側器１２と同期する（シーケンスＳ１５４）
ＥＴＣ車載器２０は、路側器１２からの通知信号を受信すると、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を路側器１２及び電波発射源検出センサ１１０へ送信する。
【００５９】
電波発射源検出センサ１１０は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信し（シーケンスＳ１５５）、検波部１１０３１により、応答信号に含まれる例えばＡＣＴＳ信号を検波する（シーケンスＳ１５６）。電波発射源検出センサ１１０は、検波結果に基づき、方向特定部１１０３２により、電波強度を測定し、電波の到来方向を特定する（シーケンスＳ１５７）。そして、電波発射源検出センサ１１０は、電波強度情報及び到来方向情報に基づき、レーン識別判定部１１０３３により、ＡＣＴＳ信号に対する識別判定を行う（シーケンスＳ１５８）。電波発射源検出センサ１１０は、識別判定結果を路側器１２へ接続線１９を介して出力する（シーケンスＳ１５９）。
【００６０】
路側器１２は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号と、電波発射源検出センサ１１０からの識別判定結果とを受信する。路側器１２は、識別判定結果を、ＥＴＣ車載器２０に対して課金処理を行う上での一つの判断要素として用いる（シーケンスＳ１５１０）。
【００６１】
以上のように、上記第２の実施形態では、電波発射源検出センサ１１０は、路側器１２からの通知信号に基づいて路側器１２と同期するようにしている。これにより、路側器１２から同期信号が無い場合であっても、電波発射源検出センサ１１０は、路側器１２と同期することとなる。このため、電波発射源検出センサ１１０は、ＥＴＣ車載器２０から応答信号が送信されるタイミングを把握することが可能となる。ここで、ＥＴＣ車載器２０が通知信号を受け取ってからＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を返す期間は予め設定されている。つまり、電波発射源検出センサ１１０は、応答信号に含まれる信号のうち所望の信号を正確に検波することが可能となる。
【００６２】
なお、上記第２の実施形態では、検波部１１０３１によりＡＣＴＳ信号を検波する例について説明したが、これに限定される訳ではない。検波部１１０３１では、ＡＣＴＳ信号に代えてＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号を検波するようにしても構わない。
【００６３】
また、上記第２の実施形態では、方向特定部１１０３２により、方位角方向における電波の到来方向を特定する例について説明したが、本実施形態は、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部１１０３２は、方位角方向に加え、仰角方向における電波の到来方向を特定するようにしても構わない。これにより、電波発射源検出センサ１１０は、仰角方向における車両の位置も把握することが可能となる。このとき、電波発射源検出センサ１１０は、応答信号の識別判定結果に加えて、応答信号の位置情報も路側器１２へ出力しても構わない。路側器１２は、応答信号の位置情報を取得することで、自レーンに２台以上の車両が存在する場合についても対応することが可能となる。
【００６４】
なお、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、アンテナ部及び受信部を簡素化することが可能である。また、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、応答信号の到来方向を特定するまでの処理時間が短くて済むというメリットがある。
【００６５】
また、上記第２の実施形態では、電波発射源検出センサ１１０は、応答信号に含まれる信号のうち、いずれか一つを検波し、検波した信号についての識別判定処理を行う例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、応答信号に含まれる全ての信号を検波し、それぞれの信号毎に識別判定処理を行うようにしても構わない。このとき、電波発射源検出センサ１１０は、それぞれの信号についての識別判定結果を路側器１２へ出力する。路側器１２は、それぞれの信号についての識別判定結果を、車載器に対して課金処理を行う上での一つの判断要素とする。例えば、路側器１２は、全ての信号の識別判定結果が「有効」である場合にのみ、車載器に対して課金処理を行うようにしても良い。これより、一つの信号のみについて識別判定を行う場合より、誤通信を行うおそれが低くなる。
【００６６】
（第３の実施形態）  
図１６は、第３の実施形態に係る路側器１２及び電波発射源検出センサ１１１と、ＥＴＣ車載器２０との機能構成の一例を示すブロック図である。図１６における電波発射源検出センサ１１１は、第１の実施形態における電波発射源検出センサ１７と同様に、自動料金収受システム１０に具備される。路側器１２は、接続線１９により電波発射源検出センサ１１１と接続される。
【００６７】
電波発射源検出センサ１１１は、図１６に示すように、アンテナ部１１１１、受信部１１１２及び判定処理部１１１３を備える。
【００６８】
アンテナ部１１１１は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ１１１は、これらの複数のアンテナ素子により第２の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、例えば、４５度以下となるように設定され、方位角方向のビーム幅は、例えば、±９０度となるように設定される。アンテナ部１１１１は、この第２の受信ビームにより応答信号を受信する。
【００６９】
受信部１１１２は、アンテナ部１１１１で受信された応答信号を中間周波数帯のＩＦ信号に変換し、判定処理部１１１３へ出力する。
【００７０】
図１７は、第３の実施形態に係る電波発射源検出センサ１１１の判定処理部１１１３の機能構成を示すブロック図である。判定処理部１１１３は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵを備えたもので、次のように構成される。すなわち、判定処理部１１１３は、検波部１１１３１、方向特定部１１１３２と、レーン識別判定部１１１３３とを備える。
【００７１】
検波部１１１３１は、受信部１１１２からのＩＦ信号に含まれる全ての信号を検波する。検波部１１１３１は、検波結果を方向特定部１１１３２へ出力する。
【００７２】
方向特定部１１１３２は、検波部１１１３１からの検波結果に基づいて、電波強度を測定する。また、方向特定部１１１３２は、検波部１１１３１からの検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部１１１３２は、電波強度情報及び到来方向情報をレーン識別判定部１１１３３へ出力する。
【００７３】
レーン識別判定部１１１３３は、到来方向情報を用いて、アンテナ部１１１１により受信された応答信号が自レーンからの信号か、他レーンからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、仰角４５度以下及び方位角±１２度の信号は自レーンからの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。また、レーン識別判定部１１１３３は、電波強度情報を用いて、アンテナ部１１１１により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。レーン識別判定部１１１３３は、これらの判定結果を用いて、アンテナ部１１１１で受信した応答信号が有効なものであるか否かを判定する。
【００７４】
すなわち、レーン識別判定部１１１３３は、電波強度が予め設定した閾値を超え、かつ、応答信号が自レーンから到来すると判断する場合、応答信号は「有効」であると判定する。レーン識別判定部１１１３３は、応答信号が「有効」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００７５】
また、レーン識別判定部１１１３３は、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が他レーンからのみ到来すると判断する場合、応答信号は「無効」であると判定する。レーン識別判定部１１１３３は、応答信号が「無効」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００７６】
また、レーン識別判定部１１１３３は、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が自レーン及び他レーンの複数方向から到来すると判断する場合、応答信号は「不明」であると判定する。また、レーン識別判定部１１１３３は、電波強度が閾値を超えない場合、応答信号は「不明」であると判定する。レーン識別判定部１１１３３は、応答信号が「不明」である旨の識別判定結果を接続線１９を介して路側器１２へ出力する。
【００７７】
次に、以上のように構成された自動料金収受システム１０における路側器１２と電波発射源検出センサ１１１ついて詳細に説明する。図１８は、第３の実施形態に係る自動料金収受システム１０における路側器１２と電波発射源検出センサ１１１との動作を示すシーケンス図である。
【００７８】
路側器１２は、車両検出器１１３から車両Ｖを検出した旨の通知を受けると（シーケンスＳ１８１）、ＦＣＭＳ信号及びＭＤＳ信号等の通知信号を自レーン中の所定のエリアへ送信する（シーケンスＳ１８２）。ＥＴＣ車載器２０は、路側器１２からの通知信号を受信すると、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を路側器１２及び電波発射源検出センサ１１１へ送信する。
【００７９】
電波発射源検出センサ１１１は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信し（シーケンスＳ１８３）、検波部１１１３１により、応答信号に含まれる全ての信号を検波する（シーケンスＳ１８４）。なお、ここでは、全ての信号とは、例えば、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号及びＭＤＳ信号であるとする。電波発射源検出センサ１１１は、検波結果に基づき、方向特定部１１１３２により、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号及びＭＤＳ信号の電波強度を測定し、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号及びＭＤＳ信号の到来方向を特定する（シーケンスＳ１８５）。そして、電波発射源検出センサ１１１は、電波強度情報及び到来方向情報に基づき、レーン識別判定部１１１３３により、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号及びＭＤＳ信号に対する識別判定を行う（シーケンスＳ１８６）。電波発射源検出センサ１１１は、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号及びＭＤＳ信号に対する識別判定結果を路側器１２へ接続線１９を介して出力する（シーケンスＳ１８７）。
【００８０】
路側器１２は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号と、電波発射源検出センサ１１１からの三つの識別判定結果とを受信する。路側器１２は、識別判定結果を、ＥＴＣ車載器２０に対して課金処理を行う上での一つの判断要素として用いる（シーケンスＳ１８８）。例えば、路側器１２は、全ての信号の識別判定結果が「有効」である場合にのみ、車載器に対して課金処理を行うようにしても良い。
【００８１】
以上のように、上記第３の実施形態では、電波発射源検出センサ１１１は、ＩＦ信号に含まれる全ての信号それぞれに対して識別判定処理を行うようにしている。これにより、路側器１２と同期していない場合であっても、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号に対して識別判定処理を行うことが可能となる。また、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号及びＭＤＳ信号のうちいずれかの信号のみに対して識別判定を行う場合より、識別判定の精度を向上させることが可能となる。
【００８２】
また、上記第３の実施形態では、方向特定部１１１３２により、方位角方向における電波の到来方向を特定する例について説明したが、本実施形態は、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部１１１３２は、方位角方向に加え、仰角方向における電波の到来方向を特定するようにしても構わない。これにより、電波発射源検出センサ１１１は、仰角方向における車両の位置も把握することが可能となる。このとき、電波発射源検出センサ１１１は、応答信号の識別判定結果に加えて、応答信号の位置情報も路側器１２へ出力しても構わない。路側器１２は、応答信号の位置情報を取得することで、自レーンに２台以上の車両が存在する場合についても対応することが可能となる。
【００８３】
なお、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、アンテナ部及び受信部を簡素化することが可能である。また、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、応答信号の到来方向を特定するまでの処理時間が短くて済むというメリットがある。
【００８４】
（第４の実施形態）  
図１９は、第４の実施形態に係る自動料金収受システム３０と、車両Ｖに搭載されたＥＴＣ車載器２０との構成を示す模式図の一例である。
【００８５】
図１９に示す自動料金収受システム３０は、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ５５の規格に適合するシステムである。自動料金収受システム３０は、ガントリ１１、路側器３１、車両検出器１３〜１５及び信号処理部１６を備える。路側器３１は、ガントリ１１に固定される。
【００８６】
図２０は、第４の実施形態に係る路側器３１の機能構成の一例を示すブロック図である。図２０において路側器３１は、第１のアンテナ部３１１、送信部３１２、受信部３１３、サーキュレータ３１４、第２のアンテナ部３１５、判定処理部３１６及び制御部３１７を備える。なお、図２０では、第１のアンテナ部３１１と、第２のアンテナ部３１５とは、分離して形成されるように示されているが、これらは接触して形成されていても構わない。
【００８７】
第１のアンテナ部３１１及び第２のアンテナ部３１５は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子をそれぞれ備える。路側器３１は、第１のアンテナ部３１１の複数のアンテナ素子により、自レーン中の所定のエリアへ通知信号を送信するように、送信ビームを形成する。また、路側器３１は、第１のアンテナ部３１１の複数のアンテナ素子により、自レーンの第１の受信エリアに存在するＥＴＣ車載器２０からの応答信号を受信するように、第１の受信ビームを形成する。
【００８８】
また、路側器３１は、第２のアンテナ部３１５の複数のアンテナ素子により、第２の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、４５度以下となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば０．５λとすることで、例えば、±９０度となるように設定される。これにより、自レーン及び自レーンの両隣に位置する隣接レーンにおける、路側器３１の直下からＥＴＣレーンの入口方向へ５ｍの範囲が、第２の受信エリアとなる。ここで、第２の受信ビームは、第１の受信ビームよりもビーム幅が広く、第２の受信エリアは、第１の受信エリアよりも広い。
【００８９】
送信部３１２は、制御部３１７からの送信制御に従い、通知信号を生成する。送信部３１２は、生成した通知信号を、サーキュレータ３１４を介して第１のアンテナ部３１１から自レーン中の所定のエリアへ向けて送信する。
【００９０】
受信部３１３は、第１のアンテナ部３１１により受信された応答信号を受信する。受信部３１３は、第１のアンテナ部３１１により受信された応答信号を中間周波数帯の第１のＩＦ信号に変換し、制御部３１７へ出力する。また、受信部３１３は、第２のアンテナ部３１５により受信された応答信号を受信する。受信部３１３は、第２のアンテナ部３１５により受信された応答信号を中間周波数帯の第２のＩＦ信号に変換し、判定処理部３１６へ出力する。
【００９１】
図２１は、第４の実施形態に係る路側器３１の判定処理部３１６の機能構成の一例を示すブロック図である。判定処理部３１６は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵを備えたもので、次のように構成される。すなわち、判定処理部３１６は、検波部３１６１、方向特定部３１６２と、レーン識別判定部３１６３とを備える。
【００９２】
検波部３１６１は、受信部３１３からの第２の応答ＩＦ信号から、必要信号を検波する。検波部３１６１は、検波結果を方向特定部３１６２へ出力する。
【００９３】
方向特定部３１６２は、検波部３１６１からの検波結果に基づいて、電波強度を測定する。また、方向特定部３１６２は、検波部３１６１からの検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部３１６２は、電波強度情報及び到来方向情報をレーン識別判定部３１６３へ出力する。
【００９４】
レーン識別判定部３１６３は、到来方向情報を用いて、第２のアンテナ部３１５により受信された応答信号が自レーンからの信号か、他レーンからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、仰角４５度以下及び方位角±１２度の信号は自レーンからの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。また、レーン識別判定部３１６３は、電波強度情報を用いて、第２のアンテナ部３１５により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。レーン識別判定部３１６３は、これらの判定結果を用いて、第２のアンテナ部３１５で受信した応答信号が有効なものであるか否かを判定する。
【００９５】
すなわち、レーン識別判定部３１６３は、電波強度が予め設定した閾値を超え、かつ、応答信号が自レーンから到来すると判断する場合、応答信号は「有効」であると判定する。レーン識別判定部３１６３は、応答信号が「有効」である旨の識別判定結果を制御部３１７へ出力する。
【００９６】
また、レーン識別判定部３１６３は、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が他レーンからのみ到来すると判断する場合、応答信号は「無効」であると判定する。レーン識別判定部３１６３は、応答信号が「無効」である旨の識別判定結果を制御部３１７へ出力する。
【００９７】
また、レーン識別判定部３１６３は、電波強度が閾値を超え、かつ、応答信号が自レーン及び他レーンの複数方向から到来すると判断する場合、応答信号は「不明」であると判定する。また、レーン識別判定部３１６３は、電波強度が閾値を超えない場合、応答信号は「不明」であると判定する。レーン識別判定部３１６３は、応答信号が「不明」である旨の識別判定結果を制御部３１７へ出力する。
【００９８】
制御部３１７は、送信部３１２に対して、送信制御を行う。また、制御部３１７は、受信部３１３からの第１のＩＦ信号に基づき、信号処理部１６と共に、ＥＴＣ車載器２０に対する課金処理を行う。このとき、制御部３１７は、判定処理部３１６からの識別判定結果を、この課金処理における一つの判断要素として用いる。例えば、識別判定結果が「有効」である場合には、制御部３１７及び信号処理部１６により、ＥＴＣ車載器２０に対する課金処理が行われるようにしても良い。
【００９９】
次に、以上のように構成された路側器３１の判定処理部３１６の動作について詳細に説明する。図２２は、第４の実施形態に係る判定処理部３１６における識別判定処理を示すフローチャートである。
【０１００】
まず、路側器３１は、車両検出器１１３から車両Ｖを検出した旨の通知を受けると、ＦＣＭＳ信号及びＭＤＳ信号等の通知信号を自レーン中の所定のエリアへ送信する。ＥＴＣ車載器２０は、路側器３１からの通知信号を受信すると、ＡＣＴＳ信号、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号等の応答信号を路側器３１へ送信する。
【０１０１】
路側器３１は、ＥＴＣ車載器２０からの応答信号を、第１及び第２のアンテナ部により受信し、受信部３１３で第１及び第２のＩＦ信号に変換する。受信部３１３は、第１のＩＦ信号を制御部３１７へ出力し、第２のＩＦ信号を判定処理部３１６へ出力する。
【０１０２】
判定処理部３１６は、受信部３１３からの第２のＩＦ信号に含まれる例えばＡＣＴＳ信号を、検波部３１６１により検波する（ステップＳ２２１）。判定処理部３１６は、検波結果に基づき、方向特定部３１６２により、電波強度を測定し、電波の到来方向を特定する（ステップＳ２２２）。そして、判定処理部３１６は、電波強度情報及び到来方向情報に基づき、レーン識別判定部３１６３により、ＡＣＴＳ信号に対する識別判定を行う（ステップＳ２２３）。判定処理部３１６は、識別判定結果を制御部３１７へ出力する（ステップＳ２２４）。
【０１０３】
制御部３１７は、受信部３１３からの第１のＩＦ信号と、判定処理部３１６からの識別判定結果を受信する。制御部３１７は、識別判定結果を、ＥＴＣ車載器２０に対して課金処理を行う上での一つの判断要素として用いる。
【０１０４】
以上のように、上記第４の実施形態では、判定処理部３１６は、第２のアンテナ部３１５により受信される応答信号の電波強度及び到来方向を取得する。判定処理部３１６は、電波強度及び到来方向に基づき、第２のアンテナ部３１５で受信された応答信号が「有効」、「無効」又は「不明」であるかを識別判定する。これにより、路側器３１は、自レーンから到来し、かつ、所定の電波強度以上の電波強度を有する応答信号を、その他の信号と識別することが可能となる。
【０１０５】
したがって、第４の実施形態に係る路側器３１は、到来した電波が自レーンからのものか、他レーンからのものかを識別することができる。
【０１０６】
そして、制御部３１７は、識別判定結果を、ＥＴＣ車載器に対して課金処理を行う上での判断要素の一つとして扱う。例えば、識別判定結果が「有効」である場合には、応答信号を送信したＥＴＣ車載器に対して課金処理を行い、識別判定結果が「無効」及び「不明」である場合には、その応答信号を送信したＥＴＣ車載器に対しては課金処理を行わない。これにより、路側器３１は、隣接レーンに存在する車両に搭載されたＥＴＣ車載器との誤通信が低減されると考えられる。
【０１０７】
なお、上記第４の実施形態では、検波部３１６１によりＡＣＴＳ信号を検波する例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、検波部３１６１により、ＡＣＴＳ信号に代えて、ＡＣＫＣ信号又はＭＤＳ信号を検波するようにしても構わない。
【０１０８】
また、上記第４の実施形態では、方向特定部３１６２により、方位角方向における電波の到来方向を特定する例について説明したが、本実施形態は、これに限定される訳ではない。例えば、方向特定部３１６２は、方位角方向に加え、仰角方向における電波の到来方向を特定するようにしても構わない。これにより、路側器３１は、仰角方向における車両の位置も把握することが可能となる。このとき、判定処理部３１６は、応答信号の識別判定結果に加えて、応答信号の位置情報も制御部３１７へ出力しても構わない。制御部３１７は、応答信号の位置情報を取得することで、自レーンに２台以上の車両が存在する場合についても対応することが可能となる。
【０１０９】
なお、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、アンテナ部及び受信部を簡素化することが可能である。また、方位角のみにより識別判定処理を行う場合は、方位角及び仰角により識別判定処理を行う場合と比較して、応答信号の到来方向を特定するまでの処理時間が短くて済むというメリットがある。
【０１１０】
また、上記第４の実施形態では、判定処理部３１６は、応答信号に含まれる信号のうち、いずれか一つを検波し、検波した信号についての識別判定処理を行う例について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、応答信号に含まれる全ての信号を検波し、それぞれの信号毎に識別判定処理を行うようにしても構わない。このとき、判定処理部３１６は、それぞれの信号についての識別判定結果を制御部３１７へ出力する。制御部３１７は、それぞれの信号についての識別判定結果を、車載器に対して課金処理を行う上での一つの判断要素とする。例えば、制御部３１７は、全ての信号の識別判定結果が「有効」である場合にのみ、車載器に対して課金処理を行うようにしても良い。これより、一つの信号のみについて識別判定を行う場合より、誤通信を行うおそれが低くなる。
【０１１１】
（第５の実施形態）
図２３は、第５の実施形態に係る自動料金収受システム４０と、車両Ｖに搭載されたＥＴＣ車載器２０との構成を示す模式図の一例である。
【０１１２】
図２３に示す自動料金収受システム４０は、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ５５の規格に適合するシステムである。自動料金収受システム４０は、第１のガントリ１１、路側器１２、車両検出器１３〜１５、信号処理部１６、第２のガントリ１１２及び電波発射源検出センサ１１３を備える。
【０１１３】
第１のガントリ１１は、車両検出器１５の略直上に路側器１２が位置するように、レーンを跨いで設置される。本実施形態では、路側器１２は、地面から例えば５ｍの位置に設置される。
【０１１４】
第２のガントリ１１２は、車両検出器１４，１５の中央の略直上に電波発射源検出センサ１１３が位置するように、レーンを跨いで設置される。本実施形態では、電波発射源検出センサ１１３は、地面から例えば６ｍの位置に設置される。
【０１１５】
電波発射源検出センサ１１３の機能構成は、図２の電波発射源検出センサ１７と同様であり、アンテナ部１１３１、受信部１１３２及び判定処理部１１３３を備える。
【０１１６】
アンテナ部１１３１は、例えば、縦横に複数ずつ配置されたアンテナ素子を備える。電波発射源検出センサ１１３は、これらの複数のアンテナ素子により第２の受信ビームを形成する。本実施形態では、仰角方向のビーム幅は、縦方向に配置されたアンテナ素子のビームを絞ることにより、例えば、±２２度となるように設定される。また、方位角方向のビーム幅は、アンテナ素子間の横方向の距離を例えば０．５λとすることで、例えば、±９０度となるように設定される。図２４は、電波発射源検出センサ１１３により形成される第２の受信ビームをレーンの正面から見た図である。
【０１１７】
これにより、自レーン及び自レーンの両隣に位置する隣接レーンにおける、路側器１２の直下からＥＴＣレーンの入口方向へ４ｍの範囲が、第２の受信エリアとなる。図２５に示す斜線のエリアは、第５の実施形態に係る第２の受信エリアの一例を示す模式図である。第２の受信ビームは、第１の受信ビームよりもビーム幅が広く、第２の受信エリアは、第１の受信エリアよりも広い。アンテナ部１１３１は、第２の受信ビームにより応答信号を受信する。
【０１１８】
受信部１１３２は、アンテナ部１１３１で受信された応答信号を、中間周波数帯のＩＦ信号に変換し、判定処理部１１３３へ出力する。
【０１１９】
判定処理部１１３３の機能構成は、図４の判定処理部１７３と同様であり、検波部１１３３１、方向特定部１１３３２及びレーン識別判定部１１３３３を備える。
【０１２０】
検波部１１３３１は、受信部１１３２からのＩＦ信号から、路側器１２からの同期信号に基づいて必要信号を検波する。検波部１１３３１は、検波結果を方向特定部１１３３２へ出力する。
【０１２１】
方向特定部１１３３２は、検波部１１３３１からの検波結果に基づいて、電波強度を測定する。また、方向特定部１１３３２は、検波部１１３３１からの検波結果に基づいて、方位角方向における電波の到来方向を特定する。方向特定部１１３３２は、電波強度情報及び到来方向情報をレーン識別判定部１１３３３へ出力する。
【０１２２】
レーン識別判定部１１３３３は、到来方向情報を用いて、アンテナ部１１３１により受信された応答信号が自レーンからの信号か、他レーンからの信号かを判断する。例えば、本実施形態では、図２４に示すように、仰角±２２度以内、方位角±１６．７度の信号は自レーンからの信号であるとし、それ以外の信号は他レーンからの信号であるとする。これにより、地上０ｍにおいて、路側器１２の真下からレーンの入口方向に４ｍ先の範囲、かつ、電波発射源検出センサ１１３の真下において、３ｍの幅からの信号を自レーンからの信号と判断することとなる。
【０１２３】
また、レーン識別判定部１１３３３は、電波強度情報を用いて、アンテナ部１１３１により受信された応答信号の電波強度が予め設定した閾値を超えるか否かを判断する。レーン識別判定部１１３３３は、これらの判定結果を用いて、アンテナ部１１３１で受信した応答信号が有効なものであるか否かを判定する。
【０１２４】
以上のように、上記第５の実施形態では、電波発射源検出センサ１１３を車両検出器１４，１５の中央の略直上に設置するようにしている。これにより、ＥＴＣ車載器が高い位置に設置されるトラック等の大型車両が通過する場合であっても、ＥＴＣ車載器からの応答信号を正確に受信することが可能となる。
【０１２５】
（その他の実施形態）  
上記第１乃至第３の実施形態では、電波発射源検出センサをＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ５５の規格に適合するＥＴＣシステムに用いる例を説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、電波発射源検出センサは、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７５の規格に適合するＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）システムに用いても構わない。また、第１乃至第３の実施形態に係る電波発射源検出センサは、有料道路の他に、例えば、駐車場等で用いられても構わない。
【０１２６】
同様に、上記第４の実施形態に係る路側器も、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７５の規格に適合するＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）システムに用いても構わない。また、第４の実施形態に係る路側器も、有料道路の他に、例えば、駐車場等で用いられても構わない。
【０１２７】
また、上記第１乃至第３の実施形態では、電波発射源検出センサが有料道路等のＥＴＣシステムで用いられる場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、上記第１、第２、第３及び第５の実施形態に係る自動料金収受システムを遊園地等の入場ゲートとして用いる場合であっても構わない。この場合、歩行者に、ＥＴＣ車載器に相当する応答器を保持させ、第１、第２、第３及び第５の実施形態に係る電波発射源検出センサにより、応答信号の到来方向を識別するようにする。同様に、上記第４の実施形態に係る路側器も、例えば、遊園地等の入場ゲートとしての自動料金収受システムに利用されても構わない。この場合、第４の実施形態に係る路側器により、応答信号の到来方向を識別するようにする。
【０１２８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２９】
１０，３０，４０…自動料金収受システム
１１，１１２…ガントリ
１２，３１…路側器
１３，１４，１５…車両検出器
１６…信号処理部
１７，１１０，１１１，１１３…電波発射源検出センサ
１７１，１１０１，１１１１，１１３１…アンテナ部
１７２，１１０２，１１１２，１１３２…受信部
１７３，１１０３，１１１３，１１３３…判定処理部
１７３１，１１０３１，１１１３１，１１３３１…検波部
１７３２，１１０３２，１１１３２，１１３３２…方向特定部
１７３３，１１０３３，１１１３３，１１３３３…レーン識別判定部
１７４…レドーム
１７５…放熱板
１７６−１〜１７６−ｎ…アンテナ素子
１７７−１〜１７７−ｎ…周波数コンバータ
１７８…ローカル信号生成基板
１７９…信号処理基板
１８，１９…接続線
３１１…第１のアンテナ部
３１２…送信部
３１３…受信部
３１４…サーキュレータ
３１５…第２のアンテナ部
３１６…判定処理部
３１６１…検波部
３１６２…方向特定部
３１６３…レーン識別判定部
３１７…制御部
【図１】
0005558330.tif 000002
【図２】
0005558330.tif 000003
【図３】
0005558330.tif 000004
【図４】
0005558330.tif 000005
【図５】
0005558330.tif 000006
【図６】
0005558330.tif 000007
【図７】
0005558330.tif 000008
【図８】
0005558330.tif 000009
【図９】
0005558330.tif 000010
【図１０】
0005558330.tif 000011
【図１１】
0005558330.tif 000012
【図１２】
0005558330.tif 000013
【図１３】
0005558330.tif 000014
【図１４】
0005558330.tif 000015
【図１５】
0005558330.tif 000016
【図１６】
0005558330.tif 000017
【図１７】
0005558330.tif 000018
【図１８】
0005558330.tif 000019
【図１９】
0005558330.tif 000020
【図２０】
0005558330.tif 000021
【図２１】
0005558330.tif 000022
【図２２】
0005558330.tif 000023
【図２３】
0005558330.tif 000024
【図２４】
0005558330.tif 000025
【図２５】
0005558330.tif 000026