(57)【要約】【課題】電子料金収受システムにおいて、通信対象ではない車載器と通信が行われる可能性を低くする。【解決手段】電子料金収受システムにおける路側無線装置１０の計算部１４２は、車載器から受信した電波の到来角を計算する。判定部１４３は、計算部１４２によって計算された到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する。通信部１２は、判定部１４３によって到来角が通信領域内を示す角度であると判定された場合に、車載器との通信を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子料金収受システムにおける路側無線装置であり、
車載器から受信した電波の到来角を計算する計算部と、
前記計算部によって計算された前記到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う通信部と
を備える路側無線装置。
【請求項２】
前記計算部は、前記車載器から繰り返し受信した各電波の到来角を計算し、
前記判定部は、前記各電波について前記到来角が前記通信領域内を示す角度であるか否かを判定し、
前記通信部は、基準回数連続して前記車載器から受信した電波についての前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う
請求項１に記載の路側無線装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記電波の受信強度が閾値より高いか否かを判定し、
前記通信部は、前記受信強度が前記閾値より高く、かつ、前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う
請求項１に記載の路側無線装置。
【請求項４】
前記路側無線装置は、アレーアンテナを構成する複数の素子により前記電波を受信し、
前記計算部は、前記複数の素子で受信された前記電波の位相差から前記到来角を計算する
請求項１から３までのいずれか１項に記載の路側無線装置。
【請求項５】
電子料金収受システムにおける路側無線装置の通信方法であり、
車載器から受信した電波の到来角を計算し、
計算された前記到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定し、
前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う路側無線装置の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子料金収受システムにおける路側無線装置と車載器との通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
料金所及び高速道路上に電子料金収受システムの設備として路側無線装置が設置される。
路側無線装置は、車両に搭載されている車載器とＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）通信を行い、課金処理等を実施する。路側無線装置は、道路上に通信領域を形成し、車載器から受信した電波の受信電力強度値（ＲＳＳＩ）が閾値を超えた場合、通信領域内に車両が進入したと判定し、ＤＳＲＣ通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の路側無線装置は屋外での通信設備であるため、車載器から送信された電波が構造物又は車両といった物体に反射してマルチパス波が発生する。そして、従来の路側無線装置は、マルチパス波が影響して通信対象ではない車載器と通信を行い、誤課金してしまう場合がある。この事象を軽減するため、電波吸収帯を設置し反射を軽減できる様に運用している場所でも、この事象が発生してしまうことがある。
この発明は、通信対象ではない車載器と通信が行われる可能性を低くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る路側無線装置は、
電子料金収受システムにおける路側無線装置であり、
車載器から受信した電波の到来角を計算する計算部と、
前記計算部によって計算された前記到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記到来角が前記通信領域内を示す角度であると判定された場合に、前記車載器との通信を行う通信部と
を備える。
【発明の効果】
【０００６】
この発明では、車載器から受信した電波の到来角が通信領域内を示す角度である場合に、車載器との通信を行う。これにより、通信対象ではない車載器と通信が行われる可能性を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１に係る路側無線装置１０の構成図。
【図２】実施の形態１に係る路側無線装置１０の動作を示すフロー図。
【図３】実施の形態１に係る路側無線装置１０の動作の説明図。
【図４】実施の形態１に係る測角アンテナ１３の構成図。
【図５】実施の形態１に係る到来角の計算方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、実施の形態１に係る路側無線装置１０の構成を説明する。
路側無線装置１０は、料金所又は高速道路上に設置される電子料金収受システムの設備である。
【０００９】
路側無線装置１０は、主アンテナ１１と、通信部１２と、測角アンテナ１３と、測角計算部１４とを備える。通信部１２は、主送信部１２１と、主受信部１２２と、共用部１２３とを備える。測角計算部１４は、測角受信部１４１と、計算部１４２と、判定部１４３とを備える。
【００１０】
通信部１２及び測角計算部１４の機能は、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。
機能がソフトウェアによって実現される場合には、路側無線装置１０はプロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が想定される。メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）又はメモリカードが想定される。そして、機能を実現するためのプログラムがメモリに記憶され、プログラムがプロセッサにより読み込まれ実行される。これにより、機能が実現される。
機能がハードウェアによって実現される場合には、路側無線装置１０は機能を実現するための電子回路を備える。電子回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）が想定される。
【００１１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２及び図３を参照して、実施の形態１に係る路側無線装置１０の動作を説明する。
実施の形態１に係る路側無線装置１０の動作は、実施の形態１に係る路側無線装置１０の通信方法に相当する。また、実施の形態１に係る路側無線装置１０の動作は、実施の形態１に係る路側無線装置１０の通信プログラムの処理に相当する。
【００１２】
（ステップＳ１１：事前通信処理）
通信部１２の主送信部１２１は、共用部１２３及び主アンテナ１１を介して、車両に搭載された車載器２０にＦＣＭＣ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれる信号を一定間隔毎に送信する。
車載器２０はＦＣＭＣを受信すると、ＡＣＴＣ（ＡＣＴｉｖａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれる信号を路側無線装置１０に送信する。すると、通信部１２の主受信部１２２は、主アンテナ１１及び共用部１２３を介して、ＡＣＴＣを受信する。また、測角計算部１４の測角受信部１４１は、測角アンテナ１３を介して、ＡＣＴＣを受信する。
【００１３】
（ステップＳ１２：ＬＩＤ抽出処理）
測角計算部１４の計算部１４２は、ステップＳ１１で測角受信部１４１によって受信されたＡＣＴＣからＬＩＤ（車載器固有情報）を抽出する。また、計算部１４２は、ステップＳ１１で主受信部１２２によって受信されたＡＣＴＣから抽出されたＬＩＤを取得する。
【００１４】
（ステップＳ１３：ＬＩＤ判定処理）
測角計算部１４の計算部１４２は、ステップＳ１２で測角受信部１４１によって受信されたＡＣＴＣから抽出されたＬＩＤと、ステップＳ１２で取得された、主受信部１２２によって受信されたＡＣＴＣから抽出されたＬＩＤとが一致するか否かを判定する。
計算部１４２は、一致する場合には、処理をステップＳ１４に進める。一方、計算部１４２は、一致しない場合には、追尾回数に０を設定した上で処理をステップＳ１１に戻す。
【００１５】
（ステップＳ１４：到来角計算処理）
測角計算部１４の計算部１４２は、ステップＳ１１で測角受信部１４１によって受信されたＡＣＴＣの電波の到来角を計算する。電波の到来角の計算方法は後述する。
【００１６】
（ステップＳ１５：到来角判定処理）
測角計算部１４の判定部１４３は、ステップＳ１４で計算された到来角が通信領域内を示す角度であるか否かを判定する。具体的には、図３に示すように、判定部１４３は、電波の到来角の水平面角度及び垂直面角度が、事前に設定された通信領域３０の範囲内を示す角度であるか否かを判定する。通信領域３０は、白線に挟まれた車線内の一部の領域等が設定される。
【００１７】
測角計算部１４の判定部１４３は、到来角が通信領域内を示す角度でない場合には、処理をステップＳ１６に進める。
一方、判定部１４３は、到来角が通信領域内を示す角度である場合には、追尾回数に１加算した上で、追尾回数が基準回数と等しいか否かを判定する。判定部１４３は、追尾回数が基準回数と等しい場合には、処理をステップＳ１７に進める。一方、判定部１４３は、追尾回数が基準回数と等しくない場合には、処理をステップＳ１１に戻す。
【００１８】
（ステップＳ１６：ＢＳＴ破棄処理）
測角計算部１４の判定部１４３は、料金計算等を行う制御装置にＮＧＬＩＤ情報を送信して、ＢＳＴ（Ｂｅａｃｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔａｂｅｌ）割付を破棄させる。そして、判定部１４３は、追尾回数に０を設定した上で処理をステップＳ１１に戻す。
【００１９】
（ステップＳ１７：通信処理）
通信部１２の主送信部１２１は、ＢＳＴと呼ばれる路側無線装置１０が提供するサービス情報を車載器２０に送信する。車載器２０はＢＳＴを受信すると、ＶＳＴ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔａｂｅｌ）と呼ばれる、移動局の初期設定情報を路側無線装置１０に送信する。
【００２０】
つまり、図３に示すように、計算部１４２は、車載器２０から繰り返し受信した各電波の到来角を計算し、判定部１４３は、各電波について到来角が通信領域３０内を示す角度であるか否かを判定する。そして、通信部１２は、基準回数連続して車載器２０から受信した電波についての到来角が全て通信領域３０内を示す角度であると判定された場合に、車載器２０との通信を行う
【００２１】
図４及び図５を参照して、図２のステップＳ１４における電波の到来角の計算方法を説明する。
図４に示すように、実施の形態１では、測角アンテナ１３は、縦横に８素子ずつ、合計６４個の素子が並べられたアレーアンテナである。測角アンテナ１３は、６４個の素子それぞれにより電波を受信する。計算部１４２は、ＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｖｉａ  Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）法を用いて、電波の到来角を計算する。
具体例としては、図４に示すように、計算部１４２は、６４個の素子のうちの縦横に２素子ずつ並んだ４個の素子を用いる。計算部１４２は、４個の素子を、縦に２個の素子が並んだサブアレー＃１及びサブアレー＃２として扱うとともに、横に２個の素子が並んだサブアレー＃３及びサブアレー＃４として扱う。計算部１４２は、サブアレー＃１及びサブアレー＃２を用いて、ＥＳＰＲＩＴ法により水平方向の到来角を計算する。また、計算部１４２は、サブアレー＃３とサブアレー＃４を用いて、ＥＳＰＲＩＴ法により垂直方向の到来角を計算する。これにより、水平方向及び垂直方向の到来角が特定され、車載器２０を搭載した車両の位置を特定することができる。
【００２２】
図５を参照して、サブアレー＃１及びサブアレー＃２を例とした場合の到来角の計算方法を説明する。素子間の距離が２ｄであるとする。このとき、到来角θ１の電波Ｘと到来角θ２の電波Ｙとの２つの電波が受信されたとする。すると、電波Ｘについては、サブアレー＃１とサブアレー＃２との間には２ｄ・ｓｉｎθ１だけ伝搬経路の距離差があり、この距離差からサブアレー＃１とサブアレー＃２との間には位相差Φ１＝ｅｘｐ（ｊ２π・（２ｄ・ｓｉｎθ１）／λ）がある。同様に、電波Ｙについては、サブアレー＃１とサブアレー＃２との間には、２ｄ・ｓｉｎθ２だけ伝搬経路の距離差があり、この距離差からサブアレー＃１とサブアレー＃２との間には位相差Φ２＝ｅｘｐ（ｊ２π・（２ｄ・ｓｉｎθ２）／λ）がある。
数１に示すように行列Φを定義する。また、サブアレー＃１で受信された電波の振幅及び位相を示す行列をＡ１とし、サブアレー＃２で受信された電波の振幅及び位相を示す行列をＡ２とする。すると、Ａ１＝Ａ２Φと表すことができ、Ａ２−１Ａ１＝Φとなる。この式から到来角θ１，θ２が計算できる。
【数１】
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【００２３】
サブアレー＃３及びサブアレー＃４を用いた場合にも同様に到来角を計算可能である。
【００２４】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態１に係る路側無線装置１０は、車載器２０から受信した電波の到来角が通信領域３０内を示す角度である場合に、車載器２０との通信を行う。これにより、通信対象ではない車載器２０と通信が行われることを減らすことができる。
つまり、実施の形態１に係る路側無線装置１０は、車両の位置を把握することにより、マルチパスが発生する可能性がある環境下であっても、通信対象の車載器２０とのみ通信を行うことが可能になる。
【００２５】
＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
実施の形態１では、電波の到来角のみに基づき通信をするか否かが判定された。しかし、車載器から受信した電波の受信電力強度値が閾値よりも高いか否かも考慮して、通信をするか否かが判定されてもよい。
つまり、判定部１４３は、ステップＳ１１で主受信部１２２によって受信された電波の受信強度が閾値より高いか否かを判定する。そして、通信部１２は、受信強度が閾値より高く、かつ、基準回数連続して車載器２０から受信した電波についての到来角が全て通信領域３０内を示す角度であると判定された場合に、車載器２０との通信を行う。
【符号の説明】
【００２６】
１０  路側無線装置、１１  主アンテナ、１２  通信部、１２１  主送信部、１２２  主受信部、１２３  共用部、１３  測角アンテナ、１４  測角計算部、１４１  測角受信部、１４２  計算部、１４３  判定部、２０  車載器、３０  通信領域。
【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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