(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
課金エリアにおける入口ゲート、出口ゲートの路上通信設備と移動体無線通信装置との間で通信を行って課金を行うようにした自動料金収受システムに使用される移動体無線通信装置において、
前記入口ゲートの路上通信設備から前記課金エリアの地図データを受信し、その地図データと現在位置検出手段からの現在位置情報とに基づいて前記入口ゲート、出口ゲート間の課金エリア内の実走行距離に基づいた課金処理を行うように構成されていることを特徴とする移動体無線通信装置。
【請求項２】
前記地図データと前記現在位置情報とに基づいて走行案内を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体無線通信装置。
【請求項３】
前記課金エリア内に特別料金が課される特別料金エリアが含まれている場合に、前記地図データと前記現在位置情報とに基づいて移動体が前記特別料金エリアを走行したか否かを判定し、移動体が前記特別料金エリアを走行したことを判定すると、特別料金が課金される処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の移動体無線通信装置。
【請求項４】
前記特別料金は、移動体が前記特別料金エリアを走行した距離に応じたものであることを特徴とする請求項３に記載の移動体無線通信装置。
【請求項５】
移動体の走行軌跡のデータを記憶する記憶手段を有し、その記憶した走行軌跡のデータから前記走行した距離を求めるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の移動体無線通信装置。
【請求項６】
前記出口ゲートの路上通信設備から前記課金エリア外の地図データを受信し、その地図データと前記現在位置情報とに基づいて走行案内を行うように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の移動体無線通信装置。
【請求項７】
前記地図データと前記現在位置情報とに基づいて移動体の現在位置に近い案内物件を運転者に知らせることにより前記走行案内を行うように構成されていることを特徴とする請求項２または６に記載の移動体無線通信装置。
【請求項８】
課金エリアにおける入口ゲート、出口ゲートの路上通信設備と移動体無線通信装置との間で通信を行って課金を行うようにした自動料金収受システムに使用される移動体無線通信装置において、
前記入口ゲートの路上通信設備から前記課金エリアの地図データを受信し、前記課金エリア内に特別料金が課される特別料金エリアが含まれている場合に、前記地図データと現在位置検出手段からの現在位置情報とに基づいて移動体が前記特別料金エリアを走行したことを判定すると、特別料金が課金される処理を行うように構成されていることを特徴とする移動体無線通信装置。
【請求項９】
前記特別料金は、移動体が前記特別料金エリアを走行した距離に応じたものであることを特徴とする請求項８に記載の移動体無線通信装置。
【請求項１０】
移動体の走行軌跡のデータを記憶する記憶手段を有し、その記憶した走行軌跡のデータから前記走行した距離を求めるようになっていることを特徴とする請求項８または９に記載の移動体無線通信装置。
【請求項１１】
前記現在位置検出手段は、ＧＰＳ測位によるＧＰＳアンテナと受信回路によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の移動体無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路上通信設備と移動体無線通信装置との間で通信を行って課金を行うようにした自動料金収受システムに使用される移動体無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、路上通信設備（路側機）と移動体無線通信装置との間で狭域無線通信（ＤＳＲＣ−Dedicated Short Range Communication）を行って有料道路での課金を行うようにした自動料金収受システムがある。
【０００３】
この自動料金収受システムでは、ある特定の有料道路に区間毎に路上通信装置を設置したゲートを設け、通過した区間数に応じた課金処理を行うことを基本としている。
【０００４】
上記した自動料金収受システムで使用される移動体無線通信装置においては、基本的に路上通信設備が設置された特定の通信ゾーンでのみ路上通信設備と狭域無線通信を行い、課金に必要なデータの送受信等の処理を行うものである。
【０００５】
本発明は、自動料金収受システムに使用される移動体無線通信装置において、単に課金に必要な処理を行うのみならず、ユーザに対するサービス機能として走行案内も行うことを目的とする。
【０００６】
また、単一の有料道路の区間距離に応じた課金処理のみではなく、ゲート間の特定エリア内での実走行距離に対する課金処理を行うことを目的とする。また、その際に走行案内も行うことを目的とする。
【０００７】
また、課金エリア内に特別料金エリアが含まれている場合に、特別料金エリアでの走行をも含めた課金が行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明では、課金エリアが設定されている場合に、入口ゲートの路上通信設備から課金エリアの地図データを受信し、その地図データと現在位置検出手段からの現在位置情報とに基づいて入口ゲート、出口ゲート間の課金エリア内の実走行距離に基づいた課金処理を行うようにしたことを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、ゲート間の特定エリア内での実走行距離に対する課金処理を行うことができる。
【００１２】
その際、請求項２に記載の発明のように、地図データと現在位置情報とに基づいて走行案内を行うようにすれば、課金エリアでの走行に対する課金処理とともに、走行案内も行うことができる。
【００１３】
この場合、請求項３に記載の発明のように、課金エリア内に特別料金が課される特別料金エリアが含まれている場合に、地図データと現在位置情報とに基づいて移動体が前記特別料金エリアを走行したことを判定すると、特別料金が課金される処理を行うようすれば、特別料金エリアに対する課金を適切に行うことができる。
【００１４】
この特別料金としては、一定料金とすることの他、請求項４に記載の発明のように、移動体が特別料金エリアを走行した距離に応じたものとすることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明では、移動体の走行軌跡のデータを記憶する記憶手段を有し、その記憶した走行軌跡から容易に実走行距離を求めることができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、出口ゲートの路上通信設備から課金エリア外の地図データを受信し、その地図データに基づいて走行案内を行うようにすれば、課金エリア外での走行案内も行うことができる。
【００１７】
なお、走行案内としては、請求項７に記載の発明のように、地図データと現在位置情報とに基づいて移動体の現在位置に近い案内物件を運転者に知らせることにより行うことができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明では、入口ゲートの路上通信設備から課金エリアの地図データを受信し、課金エリア内に特別料金が課される特別料金エリアが含まれている場合に、地図データと現在位置情報とに基づいて移動体が特別料金エリアを走行したことを判定すると、特別料金が課金される処理を行うようにしたことを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、課金エリア内に特別料金エリアが含まれている場合に、特別料金エリアでの走行を含めた課金を行うことができる。
【００２０】
この場合、特別料金としては、一定料金とすることの他、請求項９に記載の発明のように、移動体が特別料金エリアを走行した実走行距離に応じたものとすることができる。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明では、移動体の走行軌跡のデータを記憶する記憶手段を有し、その記憶した走行軌跡のデータから容易に走行した距離を求めることができる。
【００２２】
なお、現在位置検出手段としては、請求項１１に記載の発明のように、ＧＰＳ測位によるＧＰＳアンテナと受信回路によって構成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に示す実施形態では、移動体として車両に適用した例について説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る自動料金収受システムに使用される移動体無線通信装置としての車載装置の構成を示す。
【００２４】
車載装置１は、車両に設置され、アンテナ１１ａ、１１ｂ、復調及び変調回路１２、通信制御回路１３、マイクロコンピュータ（以下、単にマイコンという）１４、表示器１５、ＩＣカードインターフェース（Ｉ／Ｆ）１６、記憶手段としての第１、第２のメモリ１７ａ、１７ｂ、電源回路１８、及びＧＰＳ受信用Ｉ／Ｆ１９から構成されている。なお、この車載装置１の各部の電気系には、車載バッテリまたは内蔵電池に接続された電源回路１８から電源が供給されるようになっている。
【００２５】
また、車両には、ＧＰＳアンテナ２１、ＧＰＳ受信回路２２を備えたナビゲーションシステム２が設置されており、このナビゲーションシステム２のＧＰＳ受信回路２２から車両の現在位置を示す現在位置信号がＧＰＳ受信用Ｉ／Ｆ１９に送られる。
【００２６】
車載装置１は、図２に示すように、路上アンテナ３ａを備えた路上通信設備３の設置された個所を通過するとき、通信ゾーン（ＤＳＲＣ通信ゾーン）４内で、アンテナ１１ａ、１１ｂを介して路上通信設備３と無線通信を行う。この場合、路上通信設備３の路上アンテナ３ａから放射されたキャリア波が、受信アンテナ１１ａを介し、復調及び変調回路１２からキャリアレベル信号としてマイコン１４に入力される。マイコン１４は、そのキャリアレベル信号に基づいて通信ゾーン４に入ったことを判定すると、送受信アンテナ１１ａ、１１ｂ、復調及び変調回路１２及び通信制御回路１３を介して、路上通信設備３と送受信を行い、車両側の情報データ（ユーザＩＤ、車両ＩＤ、ＩＣカード情報など）を路上通信設備３側に送出し、また路上通信設備３側から情報データ（通過ゲート番号、通過時刻、路上通信設備３側で検知した通過車種情報など）を取り込む。これら料金収受に必要なデータの送受信は、従来の自動料金収受システムのものと同様である。
【００２７】
また、この実施形態では、車載装置１が路上通信設備３から入手する情報データの中に、その路上通信設備３がカバーする課金エリアの地図データが含まれている。この地図データに基づいて、車載装置１は、課金エリアでの走行案内を行う。なお、地図データの中には、走行案内するための案内情報も含まれている。
【００２８】
次に、上記した車載装置１の作動を、マイコン１４の処理を示す図３乃至図５のフローチャートおよび図６の表示説明図を参照して説明する。
【００２９】
なお、以下の説明においては、車両が図６に示す入口ゲートＧ１から課金エリアに進入し、図６中の太線で示す軌跡ｄをとって出ロゲートＧ２に到達する場合を例にとって説明する。
【００３０】
マイコン１４は、図３、図４に示すメインルーチンの処理を所定周期で繰り返し実行する。まず、車両が路上通信設備３の通信ゾーン４に入ったかどうかを判定する（ステップ１０１）。車両が通信ゾーン４に入り、復調及び変調回路１２から出力されるキャリアレベル信号が所定レベル以上であると、通信ゾーン４に入ったものと判定する。
【００３１】
通信ゾーン４に入ったと判定したとき、課金処理に必要な情報データを送受信すべく路上通信設備３との間で通信処理を実行する（ステップ１０２）。
【００３２】
ここで、通信ゾーン４が入口ゲートＧ１の通信ゾーンであるとき、入口ゲートＧ１での課金処理に必要な情報データの通信処理を実行する。例えば、車載装置１から、メモリ１７ａに記憶されたユーザー情報、ＩＣカード情報などのデータを入口ゲートＧ１の路上通信設備３側に送信し、路上通信設備３側から通過ゲート番号、通過時刻、通過車種情報などのデータを受信し、受信したデータをメモリ１７ａに記憶する。また、課金エリアの地図データを受信し、受信した地図データをメモリ１７ｂに記憶する。
【００３３】
次に、入口課金情報を表示器１５に表示させる（ステップ１０３）。表示器１５は、例えばＬＣＤディスプレイのように文字表示が行えるドットマトリクス表示器となっており、入口課金情報として、例えば図７（ａ）に示すように、「課金エリア“入”」を表示器１５に表示させる。この後、ＧＰＳ測位フラグをセットする（ステップ１０４）。
【００３４】
次に、ＧＰＳ測位フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０８）。上記したステップ１０４でＧＰＳ測位フラグがセットされると、ＧＰＳ測位フラグがリセットされるまでは、このステップ１０８に到達すると、その判定がＹＥＳになる。
【００３５】
次に、図４に示すステップ１０９の処理を実行する。このステップ１０９ではまず、ＧＰＳ受信回路２２からＧＰＳ受信用Ｉ／Ｆ１９を介して車両の現在位置を示す現在位置信号を取り込む。そして、車両の現在位置とメモリ１７ｂに記憶されている地図データとを照合し、現在、その地図上のどこに位置しているかを軌跡データとしてメモリ１７ｂに記憶する。また、案内情報を表示するために、例えばデパートや駐車場、コンビニエンスストアや官公庁、公共的建造物や観光地といった建造物や地域などの案内対象のうち、現在位置から最も近い位置にあるもの（直近の案内対象）について、現在位置からそこまでの距離を算出し、メモリ１７ｂに記憶する。
【００３６】
次に、ステップ１０９でメモリ１７ｂに記憶した軌跡データより入口ゲートから現在位置までの累積した走行距離を算出する（ステップ１１０）。また、課金エリア内に、特別料金が課される特別料金エリア（図６中のＡで示す斜線エリア）が含まれている場合には、車両の現在位置と地図データとの照合により、特別料金エリアを走行中か否かを判定する（ステップ１１１）。車両が特別エリアを走行しているときには、ステップ１０９でメモリ１７ｂに記憶した軌跡データより特別料金エリアでの走行距離を算出する（ステップ１１２）。
【００３７】
次に、ステップ１０９で算出した直近の案内対象までの距離が、所定距離以下になったか、すなわち接近したか否かを判定する（ステップ１１３）。所定距離以下に接近したことを判定すると、その案内対象に応じた案内情報を表示器１５に表示させる（ステップ１１４）。例えば、車両の現在位置が図６中でＰ１位置にあり、案内対象がコンビニエンスストアでその位置が図６中でＰ２位置にあるとき、Ｐ１とＰ２間の距離が所定距離以下になると、例えば図７（ｂ）に示すように、「間もなく、コンビニエンスストアが左側にあります」といった案内情報を表示器１５に表示させる。
【００３８】
以後、課金エリアを走行中は、上記した処理を繰り返し、直近の案内対象までの距離、累積走行距離、特別エリアがある場合には特別エリアでの走行距離を算出し、所定距離以内に直近の案内対象があるときはそれに対する案内情報を表示器１５に表示させる。なお、その案内情報は、所定時間あるいは直近の案内対象に到達するまで継続させる。
【００３９】
その後、車両が出ロゲートＧ２に到達すると、図３のステップ１０１で出ロゲートＧ２の通信ゾーン４に入ったことが判定される。そして、ステップ１０２において、課金処理に必要な情報データを送受信すべく出ロゲートＧ２の路上通信設備３との間で通信処理を実行する（ステップ１０２）。この場合、通信ゾーン４が課金エリアの出口ゲートＧ２の通信ゾーンであるので、出口ゲートＧ２での課金通信処理が行われる。すなわち、ステップ１０９で求めた累積走行距離、特別料金エリアでの走行距離を路上通信設備３に送信し、それに応じた課金額等を路上通信設備３より受信する。
【００４０】
次に、出口課金情報を表示器１５に表示させる（ステップ１０５）。例えば、図７（ｃ）に示すように、「課金額  ○○○○円  通常料金エリア  ××ｋｍ  特別料金エリア  △△ｋｍ」を表示させる。なお、通常料金エリアは、課金エリアにおける特別料金エリアを除く領域であり、通常料金エリアでの走行距離は、累積走行距離から特別料金エリアでの走行距離を引き算することにより求められる。また、課金額は、通常料金エリアでの走行距離と特別料金エリアでの走行距離通から算出される。
【００４１】
次に、路上通信設備３との通信による課金処理の結果として、課金エリア内の走行距離等に応じた課金額やＩＣカードに残す残額等をＩＣカードＩ／Ｆ１６を介してＩＣカードに書き込む（ステップ１０６）。この後、ＧＰＳ測位フラグをリセットする（ステップ１０７）。従って、これ以後は、直近の案内対象までの距離、累積走行距離、特別エリアでの走行距離の算出、走行案内といった処理は行わず、ステップ１０１で通信ゾーン４に入ったか否かの判定を行う。
【００４２】
また、マイコン１４は、上記したメインルーチンの処理以外に、ＩＣカードが車載装置１に挿入された時と抜き取られた時に、図５の割り込みルーチンの処理を実行する。図５の処理において、ＩＣカードＩ／Ｆ１６を介してＩＣカードの挿入を検知したか、抜き取りを検知したかを判定する（ステップ２０１）。ＩＣカードの挿入を検知したときには、課金処理に必要なＩＣカード情報をＩＣカードＩ／Ｆ１６を介して読み込み、メモリ１７ａに記憶する（ステップ０２）。また、ＩＣカードが抜き取られたときには、既に読み込まれてメモリ１７ａに記憶されているＩＣカード情報をクリアするとともに、ＩＣカードが抜き取られて今は存在しないという情報をメモリ１７ａに記憶する（ステップ２０３）。そして、ＩＣカードを挿入したときは、ＩＣカードの残額を、例えば図７（ｄ）に示すように表示器１５に表示させ、またＩＣカードを抜き取ったときは、例えば図７（ｅ）に示すように、「ＩＣカードがありません」といった表示を表示器１５に表示させる（ステップ２０４）。
【００４３】
なお、ＩＣカードが抜き取られて今は存在しないという情報がメモリ１７ａに記憶されている場合には、入口ゲートにおける路上通信設備３との間の通信処理で、ＩＣカードが挿入されていないことがわかるため、上記したのとは別の方法、例えば車両ユーザに別途請求書を送付する等、で課金が行われる。
（その他の実施形態）
上記した第１実施形態では、ＧＰＳアンテナ２１、ＧＰＳ受信回路２２を備えたナビゲーションシステム２からＧＰＳ受信用Ｉ／Ｆ１９を介して現在位置信号を得るようにしたものを示したが、図８に示すように、車載装置１にＧＰＳアンテナ２１、ＧＰＳ受信回路２２を設け、ＧＰＳ受信回路２２から現在位置信号を得るようにしてもよい。このようにすれば、ナビゲーションシステム２が設置されていない車両においても上記した走行案内を行うことができる。
【００４４】
また、上記した第１実施形態では、出ロゲートＧ２を出た時点でＧＰＳ測位に基づく走行案内を行わないものを示したが、出口ゲートＧ２において、路上通信設備３から出ロゲート以降の所定エリアの地図データを受信し、課金エリア以外の場所でも、受信した地図データの範囲内で走行案内を行うようにしてもよい。この場合の処理を図９に示す。なお、この例では、図３に示す処理を図９のように部分的に変更したもので、他の処理部分は上記した第１実施形態と同じである。また、この例では、出口ゲートＧ２での課金通信処理（ステップ１０２）において、路上通信設備３から出ロゲート以降の所定エリアの地図データを受信し、メモリ１７ａに記憶する処理を行う。
【００４５】
出口ゲートにおいて、図３に示すのと同様に、出口課金情報の表示（ステップ１０５）およびＩＣカードへの書き込み処理（ステップ１０６）を行った後、走行案内継続フラグをセットする（ステップ１１５）。このとき、この例ではＧＰＳ測位フラグはリセットされない。このため、ステップ１０８の判定がＹＥＳになり、次のステップ１１６で走行案内継続フラグがセットされているか否かを判定する。走行案内継続フラグがセットされている間はその判定がＹＥＳになり、次に現在位置が上記した所定エリア内であるか否かを判定する（ステップ１１７）。この判定は、ＧＰＳ受信回路２２からの現在位置信号と出口ゲートで受信しメモリ１７ａに記憶した地図データとの照合により行われる。
【００４６】
所定エリア内であることを判定すると、ステップ１０９と同様の処理を行って直近の案内対象までの距離を算出し（ステップ１１８）、続いてステップ１１３と同様、直近の案内対象までの距離が、所定距離以下になったか否かを判定する（ステップ１１９）。そして、所定距離以下に接近したことを判定すると、ステップ１１４と同様、その案内対象に応じた案内情報を表示器１５に表示させる（ステップ１２０）。このようにして、出口ゲートＧ２を通過した後でも、所定エリア内での走行案内を行うことができる。
【００４７】
また、車両が所定エリアを外れると、ステップ１１７の判定がＮＯになり、走行案内継続フラグをリセットし（ステップ１２１）、さらにＧＰＳ測位フラグをリセットする（ステップ１２２）。従って、これ以後は、上記した第１実施形態と同様、走行案内を行わない。
【００４８】
また、上記第１実施形態では、移動体が特別料金エリアを走行したことを判定すると、特別料金エリアでの走行距離を求め出口ゲートの路上通信設備３にその走行距離を送信することで、特別料金が特別料金エリアでの走行距離に応じて課金される処理を行うものを示したが、移動体が特別料金エリアを走行したことを判定すると、特別料金エリアを走行したことの情報を路上通信設備３に送信することで、特別料金が一定額、課金される処理を行うようにしてもよい。
【００４９】
また、本発明は、上記第１実施形態で示すように、課金エリアにおける入口ゲートで地図データを受信して、走行案内を行うようにするのが好ましいが、そのような課金エリアが設定されていないものでも、ゲートで地図データを受信すれば同様にして走行案内を行うことができる。
【００５０】
なお、上記した種々のその他の実施形態は、それぞれ互いに適宜組み合わせが可能である。
【００５１】
また、走行案内を行う案内手段としては、表示器１５による表示手段以外に、音声を用いた報知手段を用いることもできる。
【００５２】
また、メモリ１７ｂに走行軌跡のデータを記憶し、その記憶した走行軌跡のデータから走行した距離を求めるようにすれば、距離センサ等を設けることなく、走行距離を求めることができるが、距離センサからの信号に基づいて走行距離を求めるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、図３乃至図４、図９に示す各ステップは、それぞれの機能を実現する機能実現手段として把握できるものであり、ソフトウェアによる実現の他、ハードウェアによっても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動料金収受システムに使用される車載装置の構成を示す図である。
【図２】車載装置１が通信ゾーン４に入ったときに路上通信設備３と通信を行う状態を説明するための図である。
【図３】図１中のマイコン１４のメインルーチンの処理を示すフローチャートである。
【図４】図３に続く処理を示すフローチャートである。
【図５】図１中のマイコン１４の割り込み処理を示すフローチャートである。
【図６】課金および走行案内の作動説明に供する図である。
【図７】表示器１５の表示例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る自動料金収受システムに使用される車載装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態におけるマイコン１４のメインルーチンの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…車載装置、１１ａ、１１ｂ…アンテナ、１２…復調及び変調回路、
１３…通信制御回路、１４…マイコン、１５…表示器、
１６…ＩＣカードＩ／Ｆ、１７ａ…第１のメモリ、１７ｂ…第２のメモリ、
１８…電源回路、１９…ＧＰＳ受信用Ｉ／Ｆ、
２…ナビゲーションシステム、２１…ＧＰＳアンテナ、
２２…ＧＰＳ受信回路、３…路上通信設備、３ａ…路上アンテナ、
４…通信ゾーン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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