(57)【要約】【課題】、既存の設備を有効活用しながら、低コストで課金対象エリアを拡張することのできる料金収受システムを提供することを目的とする。【解決手段】課金対象エリアＡに設置されている料金収受装置と、車両１に搭載されるとともに料金収受装置との間で課金に関する情報を授受する車載器とを備える料金収受システムであって、車載器は、ＧＰＳ受信機により取得される位置情報に基づいて拡張課金対象エリアに進入したか否かを検知し、課金対象エリアＡに進入する際に、課金対象エリアＡの料金所に設置された料金収受装置に対して、拡張課金対象エリアＢに進入したか否かを示す進入フラグの状態を送信することにより、拡張課金対象エリアＢに進入したか否かを料金収受装置に対して通知する。これにより、料金収受装置においては、拡張課金対象エリアＢにおける道路利用料金についても徴収することができる。【選択図】図１
2008009731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるとともに、課金対象エリアの料金所に設置されている料金収受装置との間で課金に関する情報を授受する車載器であって、
前記課金対象エリア外に新たに設定された拡張課金対象エリアの地図情報を記憶する記憶手段と、
位置情報取得手段と、
位置情報取得手段により取得された位置情報及び前記拡張課金対象エリアの地図情報に基づいて、前記拡張課金対象エリアに進入したことを検知する進入検知手段と
を備え、
前記料金収受装置との通信において、前記拡張課金対象エリアへ進入したか否かを示す進入判定情報を送信する車載器。
【請求項２】
前記拡張課金対象エリアに進入したか否かを表す進入フラグを有し、
前記拡張課金対象エリアに進入した場合に前記進入フラグをセットし、前記課金通信装置との通信においては、前記進入判定情報として前記進入フラグの状態を送信するとともに、該送信後において前記進入フラグをリセットする請求項１に記載の車載器。
【請求項３】
複数の前記拡張課金対象エリアが設けられている場合に、各前記拡張課金対象エリアに対応して前記進入フラグをそれぞれ有し、各前記進入フラグの状態と各前記拡張課金対象エリアの識別情報とを対応付けて前記課金通信装置に送信する請求項２に記載の車載器。
【請求項４】
前記拡張課金対象エリアにおける滞在時間を計時する計時手段を備え、
前記料金収受装置に対して前記滞在時間を送信する請求項１から請求項３のいずれかに記載の車載器。
【請求項５】
前記滞在時間を暗号化して送信する請求項４に記載の車載器。
【請求項６】
前記拡張課金対象エリア内に設けられた駐車場に駐車している期間は、前記計時手段の動作を停止させる請求項４または請求項５に記載の車載器。
【請求項７】
前記拡張課金対象エリア内における走行距離を測定する走行距離積算手段を備え、
前記料金収受装置に対して前記走行距離を送信する請求項１から請求項３のいずれかに記載の車載器。
【請求項８】
ＧＰＳ受信機と、ＦＭ多重受信機を備え、
前記ＦＭ多重受信機により取得されるＧＰＳ衛星の補正データを用いて、前記ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を補正する車載器。
【請求項９】
課金対象エリアに設置され、前記課金対象エリアを通過する車両に搭載されている車載器との間で課金に関する情報の授受を行う料金収受装置であって、
前記課金対象エリア外に新たに設定された拡張課金対象エリアに関する第１課金情報と、前記課金対象エリアに関する第２課金情報とを記憶する記憶装置と、
前記車載器から進入判定情報を受信した場合に、該進入判定情報に基づいて前記車載器を搭載した車両が前記拡張課金対象エリアに進入したか否かを判定する進入判定手段と、
前記判定結果および前記第１課金情報並びに前記第２課金情報に基づいて、徴収金額を決定する金額決定手段と
を具備する料金収受装置。
【請求項１０】
前記第１課金情報は、前記拡張課金対象エリアにおける滞在時間をパラメータとした課金テーブルを含み、
前記金額決定手段は、前記拡張課金対象エリアにおける滞在時間を前記車載器から受信した場合に、前記滞在時間と前記課金テーブルとを用いて前記拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を決定する請求項９に記載の料金収受装置。
【請求項１１】
前記第１課金情報は、前記拡張課金対象エリアにおける走行距離をパラメータとした課金テーブルを含み、
前記金額決定手段は、前記拡張課金対象エリアにおける走行距離を前記車載器から受信した場合に、前記走行距離と前記課金テーブルとを用いて前記拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を決定する請求項９に記載の料金収受装置。
【請求項１２】
複数の前記拡張課金対象エリアが設けられている場合に、前記拡張課金対象エリアの各々に対応して前記第１課金情報を有し、
前記進入判定手段は、前記車載器から各前記拡張課金対象エリアの識別情報に対応付けられた前記進入判定情報を受信するとともに、該進入判定情報に基づいて前記車両が進入した拡張課金対象エリアを特定し、
前記金額決定手段は、前記車両が進入した拡張課金対象エリアに対応する前記第１課金情報を用いて、拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を決定する請求項９から請求項１１のいずれかに記載の料金収受装置。
【請求項１３】
前記課金対象エリアが、道路の利用状況にかかわらず進入時に一定の料金が徴収されるエリアである場合において、
前記課金対象エリアにおける滞在時間をパラメータとした還元ポイントテーブルを有し、
前記金額決定手段は、前記課金対象エリアにおける滞在時間を前記車載器から受信した場合に、前記滞在時間と前記還元ポイントテーブルとを用いて還元ポイントを決定し、この還元ポイントを前記車両の所有者に対して付与する請求項９から請求項１２のいずれかに記載の料金収受装置。
【請求項１４】
課金対象エリアに設置されている料金収受装置と、車両に搭載されるとともに前記料金収受装置との間で課金に関する情報を授受する車載器とを備える料金収受システムであって、
前記車載器は、
前記課金対象エリア外に新たに設定された拡張課金対象エリアの地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
位置情報取得手段と、
位置情報取得手段により取得された位置情報及び前記拡張課金対象エリアの地図情報に基づいて、前記拡張課金対象エリアに進入したことを検知する進入検知手段と
を備え、前記料金収受装置に近づいた場合に、前記拡張課金対象エリアへ進入したか否かを示す進入判定情報を送信し、
前記料金収受装置は、
前記拡張課金対象エリアに関する第１課金情報と、前記課金対象エリアに関する第２課金情報とを記憶する記憶装置と、
前記車載器から前記進入判定情報を受信した場合に、該進入判定情報に基づいて前記車載器を搭載した車両が前記拡張課金対象エリアに進入したか否かを判定する進入判定手段と、
前記判定結果および前記第１課金情報並びに前記第２課金情報に基づいて、徴収金額を決定する金額決定手段と
を具備する料金収受システム。
【請求項１５】
前記車載器が位置情報取得手段を有しているか否かを判定する搭載判定手段を備え、
前記金額決定手段は、前記車載器がＧＰＳ機能を有している場合といない場合とで、徴収金額を異ならせる請求項１４に記載の料金収受システム。
【請求項１６】
前記位置情報取得手段がＧＰＳ受信機である場合に、
前記拡張課金対象エリアにおいて、前記車載器のＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星から位置情報を受信しにくいエリアには、前記車載器に対して位置データを送信するための無線アンテナが設置されている請求項１４または請求項１５に記載の料金収受システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、料金収受システムに係り、特に、有料道路あるいは課金対象エリアなどに進入した車両の所有者から所定の料金を徴収する料金収受システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市中心部への過剰な自動車の乗り入れによる交通渋滞、大気汚染などを緩和する対策として、都市部に課金対象エリアを設け、この課金対象エリアに進入する車両に対して一定額の課金を行う、いわゆるロードプライシングが実現されている。
このロードプライシングでは、課金対象エリアの各出入口に、課金用の無線通信装置が設置されたガントリが設けられている。また、この課金対象エリアに進入する車両は、車載器の搭載が義務付けられている。車両がガントリを通過して課金対象エリアに進入すると、課金用の無線通信装置と車載器との間で課金をするために必要となる情報の授受が行われ、電子的な手段によって車両に対する課金処理が行われる（例えば、特開２００３−３２３６４８号公報参照）。
また、上記課金方法としては、例えば、車載器に挿入されたプリペイドカードの残高から一定額の料金を差し引き、その残額をプリペイドカードに残高として更新記録する方法や、予め登録されている利用者の銀行口座から自動的に一定の料金が差し引かれる方法などが採用されている。
【０００３】
また、道路の利用料を自動的に徴収するシステムとして、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムが知られている。このＥＴＣシステムは、料金所に設置された路側無線機と車両に搭載される車載器との間で無線通信を行うことにより、料金を自動徴収することができるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００３−３２３６４８号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したロードプライシングに関する料金収受システムやＥＴＣシステムにおいて、既存の課金対象エリアを拡張したいという要請があった場合、拡張した課金対象エリアの出入口にガントリや料金所などの設備を新設する必要がある。しかしながら、このような設備の建設には、膨大な費用が必要となる。更に、拡張された課金対象エリアと既存の課金対象エリアとの境界に設けられた既存の設備については、利用価値がなくなってしまうため、この既存の設備の有効活用についても考慮する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、既存の設備を有効活用しながら、低コストで課金対象エリアを拡張することのできる料金収受システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、車両に搭載されるとともに、課金対象エリアの料金所に設置されている料金収受装置との間で課金に関する情報を授受する車載器であって、前記課金対象エリア外に新たに設定された拡張課金対象エリアの地図情報を記憶する記憶手段と、位置情報取得手段と、位置情報取得手段により取得された位置情報及び前記拡張課金対象エリアの地図情報に基づいて、前記拡張課金対象エリアに進入したことを検知する進入検知手段とを備え、前記料金収受装置との通信において、前記拡張課金対象エリアへ進入したか否かを示す進入判定情報を送信する車載器を提供する。
【０００７】
このような構成によれば、拡張課金対象エリアに進入したことが、位置情報取得手段による位置情報と記憶装置に記憶されている地図情報とに基づいて検出されることとなる。これにより、課金対象エリアを拡張した場合、換言すると、拡張課金対象エリアを新設した場合でも、拡張したエリアの入口に新たな設備を設置することなく、拡張課金対象エリアへの進入を確実に検知することができる。
また、課金対象エリアに設置されている料金収受装置に対して、拡張課金対象エリアに進入していたか否かを示す進入判定情報が送信されることとなるので、拡張課金対象エリアに対する道路利用料も考慮にいれて徴収金額が決定されることとなる。
上記位置情報取得手段としては、ＧＰＳ受信機が一例として挙げられる。また、上記車載器を構成する各種構成要素は、車載器の筐体内に設けられている必要は無く、例えば、外部端子などを介して外部に接続されて利用される態様も含むものとする。
【０００８】
上記車載器は、前記拡張課金対象エリアに進入したか否かを表す進入フラグを有し、前記拡張課金対象エリアに進入した場合に前記進入フラグをセットし、前記課金通信装置との通信においては、前記進入判定情報として前記進入フラグの状態を送信するとともに、該送信後において前記進入フラグをリセットすることとしても良い。
【０００９】
このような構成によれば、進入判定情報として進入フラグの状態が送信されるので、料金収受装置は、拡張課金対象エリアへの進入の有無を容易に判定することができる。
【００１０】
上記車載器は、複数の前記拡張課金対象エリアが設けられている場合に、各前記拡張課金対象エリアに対応して前記進入フラグをそれぞれ有し、各前記進入フラグの状態と各前記拡張課金対象エリアの識別情報とを対応付けて前記課金通信装置に送信することとしても良い。
【００１１】
このような構成によれば、進入判定情報として、進入フラグの状態が各拡張課金対象エリアに対応付けられて送信されるので、料金収受装置は、車両が進入した拡張課金対象エリアを容易に特定することができる。これにより、車両が進入した拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を容易に決定することができる。
【００１２】
上記車載器は、前記拡張課金対象エリアにおける滞在時間を計時する計時手段を備え、前記料金収受装置に対して前記滞在時間を送信することとしても良い。
【００１３】
このような構成によれば、拡張課金対象エリアにおける滞在時間が料金収受装置に送信されるので、料金収受装置は、拡張課金対象エリアにおける滞在時間を考慮して道路利用料金を決めることができる。これにより、道路の利用状況がより反映された道路利用料金とすることができる。
【００１４】
上記車載器において、前記滞在時間を暗号化して送信することとしても良い。
【００１５】
このような構成によれば、滞在時間が暗号化されて料金収受装置に送信されるので、情報の改竄や盗聴などの不正行為を防止することができる。これにより、料金収受装置は、正確な滞在時間に基づいて道路利用料金を決定することができる。
【００１６】
上記車載器は、前記拡張課金対象エリア内に設けられた駐車場に駐車している期間は、前記計時手段の動作を停止させることとしても良い。
【００１７】
このような構成によれば、拡張対象エリア内に設けられた駐車場に駐車している期間が、拡張対象エリアにおける滞在時間に含まれることを防止することができる。これにより、拡張課金対象エリアにおける実質的な滞在時間を正確に計時することが可能となる。
【００１８】
上記車載器は、前記拡張課金対象エリア内における走行距離を測定する走行距離積算手段を備え、前記料金収受装置に対して前記走行距離を送信することとしても良い。
【００１９】
このような構成によれば、拡張課金対象エリアにおける走行距離が料金収受装置に送信されるので、料金収受装置は、拡張課金対象エリアにおける走行距離を考慮して道路利用料金を決めることができる。これにより、道路の利用状況がより反映された道路利用料金とすることができる。
【００２０】
本発明は、ＧＰＳ受信機と、ＦＭ多重受信機とを備え、前記ＦＭ多重受信機により取得されるＧＰＳ衛星の補正データを用いて、前記ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を補正する車載器を提供する。
【００２１】
このような構成によれば、ＦＭ多重放送により送信されるＧＰＳ衛星の補正データ、例えば、Ｄ−ＧＰＳ補正データを受信し、この補正データを用いて、ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を補正するので、位置検出精度を向上させることができる。また、補正データがＦＭ多重放送により送信されてくることで、簡素な構成により補正データを受信することができる。
【００２２】
本発明は、課金対象エリアに設置され、前記課金対象エリアを通過する車両に搭載されている車載器との間で課金に関する情報の授受を行う料金収受装置であって、前記課金対象エリア外に新たに設定された拡張課金対象エリアに関する第１課金情報と、前記課金対象エリアに関する第２課金情報とを記憶する記憶装置と、前記車載器から進入判定情報を受信した場合に、該進入判定情報に基づいて前記車載器を搭載した車両が前記拡張課金対象エリアに進入したか否かを判定する進入判定手段と、前記判定結果および前記第１課金情報並びに前記第２課金情報に基づいて、徴収金額を決定する金額決定手段とを具備する料金収受装置を提供する。
【００２３】
このような構成によれば、車両が拡張課金対象エリアに進入していたか否かが判定され、拡張課金対象エリアに進入していた場合には、拡張課金対象エリアにおける道路利用料金と、課金対象エリアにおける道路利用料金とが一括して徴収されることとなる。これにより、１台の装置によって、拡張課金対象エリアと課金対象エリアとの両方に対する料金収受を行うことができる。この結果、拡張課金対象エリアに対して料金収受装置を新たに設置する必要がないので、設備コストの低減を図ることができ、よって、拡張課金対象エリアの新設を容易に行うことが可能となる。
【００２４】
上記料金収受装置において、前記第１課金情報は、前記拡張課金対象エリアにおける滞在時間をパラメータとした課金テーブルを含み、前記金額決定手段は、前記拡張課金対象エリアにおける滞在時間を前記車載器から受信した場合に、前記滞在時間と前記課金テーブルとを用いて前記拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を決定することとしても良い。
【００２５】
このような構成によれば、道路利用料金の算出過程において、拡張課金対象エリアにおける滞在時間が考慮されることとなるので、道路の利用状況がより反映された道路利用料金とすることができる。
【００２６】
上記料金収受装置において、前記第１課金情報は、前記拡張課金対象エリアにおける走行距離をパラメータとした課金テーブルを含み、前記金額決定手段は、前記拡張課金対象エリアにおける走行距離を前記車載器から受信した場合に、前記走行距離と前記課金テーブルとを用いて前記拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を決定することとしても良い。
【００２７】
このような構成によれば、道路利用料金の算出過程において、拡張課金対象エリアにおける走行距離が考慮されることとなるので、道路の利用状況がより反映された道路利用料金とすることができる。
【００２８】
上記料金収受装置は、複数の前記拡張課金対象エリアが設けられている場合に、前記拡張課金対象エリアの各々に対応して前記第１課金情報を有し、前記進入判定手段は、前記車載器から各前記拡張課金対象エリアの識別情報に対応付けられた前記進入判定情報を受信するとともに、該進入判定情報に基づいて前記車両が進入した拡張課金対象エリアを特定し、前記金額決定手段は、前記車両が進入した拡張課金対象エリアに対応する前記第１課金情報を用いて、拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を決定することとしても良い。
【００２９】
このような構成によれば、複数の拡張課金対象エリアが設定されている場合には、各拡張課金対象エリアに対応して第１課金情報が登録されるので、拡張課金対象エリア毎に詳細な料金設定を行うことができる。更に、車両が複数の拡張課金対象エリアに進入していた場合でも、一括して料金収受を行うことができる。
【００３０】
上記料金収受装置は、前記課金対象エリアが、道路の利用状況にかかわらず進入時に一定の料金が徴収されるエリアである場合において、前記課金対象エリアにおける滞在時間をパラメータとした還元ポイントテーブルを有し、前記金額決定手段は、前記課金対象エリアにおける滞在時間を前記車載器から受信した場合に、前記滞在時間と前記還元ポイントテーブルとを用いて還元ポイントを決定し、この還元ポイントを前記車両の所有者に対して付与することとしても良い。
【００３１】
ロードプライシングなどのように、課金対象エリアが道路の利用状況にかかわらず、進入時に一定額の料金が徴収されてしまうエリアである場合において、課金対象エリアにおける滞在時間に応じたポイントが車両の所有者に対して還元されることとしたので、課金対象エリアに誤って進入してしまった利用者等を金銭面において救済することができる。
【００３２】
本発明は、課金対象エリアに設置されている料金収受装置と、車両に搭載されるとともに前記料金収受装置との間で課金に関する情報を授受する車載器とを備える料金収受システムであって、前記車載器は、前記課金対象エリア外に新たに設定された拡張課金対象エリアの地図情報を記憶する記憶手段と、位置情報取得手段と、位置情報取得手段により取得された位置情報及び前記拡張課金対象エリアの地図情報に基づいて、前記拡張課金対象エリアに進入したことを検知する進入検知手段とを備え、前記料金収受装置に近づいた場合に、前記拡張課金対象エリアへ進入したか否かを示す進入判定情報を送信し、前記料金収受装置は、前記拡張課金対象エリアに関する第１課金情報と、前記課金対象エリアに関する第２課金情報とを記憶する記憶装置と、前記車載器から前記進入判定情報を受信した場合に、該進入判定情報に基づいて前記車載器を搭載した車両が前記拡張課金対象エリアに進入したか否かを判定する進入判定手段と、前記判定結果および前記第１課金情報並びに前記第２課金情報に基づいて、徴収金額を決定する金額決定手段とを具備する料金収受システムを提供する。
【００３３】
このような構成によれば、拡張課金対象エリアに進入したことが、位置情報取得手段による位置情報と記憶装置に記憶されている地図情報とに基づいて検出されることとなる。これにより、課金対象エリアを拡張した場合、換言すると、拡張課金対象エリアを新設した場合でも、拡張したエリアの入口に新たな設備を設置することなく、拡張課金対象エリアへの進入を確実に検知することができる。
更に、課金対象エリアに設置されている１台の料金収受装置により、拡張課金対象エリアと課金対象エリアとの両方に対する料金収受を行うことができることとなる。これにより、拡張課金対象エリアに対して料金収受装置を新たに設置する必要がないので、設備コストの低減を図ることができる。この結果、拡張課金対象エリアの新設、換言すると、課金対象エリアの拡張を容易に行うことが可能となる。
【００３４】
上記料金収受システムは、前記車載器が位置情報取得手段を有しているか否かを判定する搭載判定手段を備え、前記金額決定手段は、前記車載器がＧＰＳ機能を有している場合といない場合とで、徴収金額を異ならせることとしても良い。
【００３５】
車載器においては、位置情報取得手段によって取得された位置情報に基づいて拡張課金対象エリアに進入したか否かが検知される。したがって、位置情報取得手段を搭載していない車載器は、拡張課金対象エリアに侵入したか否かを検知できないこととなる。このため、拡張課金対象エリアへの侵入を検知できる車載器においては、拡張課金対象エリアと課金対象エリアとの双方の道路利用料金が一括して請求される一方で、拡張課金対象エリアへの侵入を検知できない車載器においては、課金対象エリアのみの道路利用料金が請求されることとなる。このような場合において、位置情報取得手段を備えている車載器に対する道路利用金額と、位置情報取得手段を備えていない車載器に対する道路利用金額とを異ならせることにより、徴収金額の均衡を図ることができる。また、位置情報取得手段を備えていない車載器に対する道路利用金額を高めに設定することにより、位置情報取得手段を搭載している車載器の普及を促進させることができる。
【００３６】
上記料金収受システムは、前記位置情報取得手段がＧＰＳ受信機である場合において、前記拡張課金対象エリアにおいて、前記車載器のＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星から位置情報を受信しにくいエリアには、前記車載器に対して位置データを送信するための無線アンテナが設置されていることとしても良い。
【００３７】
このように車載器のＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からのデータを受信しにくいエリアにおいては、位置データを送信するための無線アンテナが設置されているので、拡張課金対象エリアに進入したことを確実に検出することができる。
なお、上記各構成は可能な範囲で組み合わせることができるものとする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、既存の設備を有効活用しながら、低コストで課金対象エリアを拡張することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に、本発明に係る料金収受システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本実施形態に係る料金収受システムの全体構成図である。
図１に示すように、ロードプライシングの対象エリアである課金対象エリアＡの境界を通過する全ての道路には、課金対象エリアＡに進入する車両１から道路利用料金を徴収するための料金収受装置（図示略）が設けられている。この料金収受装置は、課金対象エリアＡへ車両１が進入する進入車線にそれぞれ対応して設けられており、対応する進入車線を通過する車両に搭載されている車載器との間で、道路利用料金を徴収するための情報を授受する。
【００４０】
図２は、料金収受装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、料金収受装置２は、第１アンテナ５、カメラ６、車両検知器７、第２アンテナ８を備えている。更に、料金収受装置２は、第１アンテナ５に接続される第１アンテナ制御機９、カメラ６に接続されるカメラ制御機１０、車両検知器７に接続される車両検知制御機１１、第２アンテナ８に接続される第２アンテナ制御機１２を備えている。更に、料金収受装置２は、統括制御機１３、統括制御機１３に接続される環境制御機１４、統括制御機１３に接続される通信制御機１５を備えている。上記第１アンテナ制御機９、カメラ制御機１０、車両検知制御機１１、第２アンテナ制御機１２および統括制御機１３は、バス１６を介して互いに接続されており、情報の授受が可能な状態とされている。通信制御機１５は、上位の装置であるセンタ機１７との間で通信を行う。
【００４１】
上記構成を有する料金収受装置２において、第１アンテナ５、カメラ６、車両検知器７、および第２アンテナ８は、課金対象エリアＡの境界における走行道路をまたいで配置される門型の支持柱に取り付けられている。図３は、走行車線を側方から見た図である。第１アンテナ５および第２アンテナ８は、対応する走行車線を走行する車両１の車載器からの信号を受信しやすいように設置されている。例えば、第１アンテナ５、および第２アンテナ８は、アンテナビームが対応する走行車線に向けられるように設置されている。また、第１アンテナ５と第２アンテナ８とは、約１０ｍから１５ｍの距離をあけて設置されている。これは、車載器が第１アンテナ５を介して道路利用料金を受信し、この道路利用料金をＩＣカードに反映させ、その結果を第２アンテナ８に通知するまでの処理時間を確保することを目的としたものである。なお、第１アンテナ５および第２アンテナ８と車載器との間で授受される情報の詳細については後述する。
【００４２】
カメラ６は、不正車両が検出された場合に、その不正車両のナンバープレートを撮影するためのものである。不正車両とは、例えば、車載器を搭載していない車両、車載器にＩＣカードが挿入されていない車両、徴収する金額よりもＩＣカードに記録されている残高が少なく、課金が正常に行えなかった車両、偽造された車載器やＩＣカードを搭載している車両などである。これらの不正車両は、第１のアンテナにより車載器から受信された情報などに基づいて判定される。
車両検知器７は、車両１が通過したことを検出する。例えば、車両検知器７の下方の道路には、図４に示すように縞模様のマーキングがされている。車両検知器７は、この縞模様を上方からモニタしており、この縞模様が図５に示すように、正常に検出できなくなった場合に、車両１の通過を検知する。
【００４３】
また、図１に示すように、課金対象エリアＡの外側には、新たに設定された拡張課金対象エリアＢが設定されている。例えば、この拡張課金対象エリアＢは、もともと存在していた課金対象エリアＡを拡張したいという要望などがあった場合に、事後的に設定されるエリアである。この拡張課金対象エリアＢは、課金対象エリアＡを取り囲むように設けられていても良いし、その一部が課金対象エリアＡと接するように設けられていてもよいし、また、課金対象エリアＡに接することなく、別個に設けられるエリアであっても良い。
【００４４】
上記拡張課金対象エリアＢには、上述した課金対象エリアＡのように、エリア境界における進入車線に料金収受装置２が設置されていない。その代わりに、車両１に搭載された車載器によってその進入を検出するようになっている。
図６は、本実施形態に係る車載器の概略構成を示すブロック図である。図６に示すように、車載器２０は、車両電源２１および内蔵電池２２に接続される電源回路２３と、ＧＰＳ衛星から位置情報に関する情報を取得して現在位置を検出するＧＰＳ受信機（位置情報取得手段）２４と、種々の情報を記憶する記憶装置（記憶手段）２５と、制御部（進入検知手段）２６と、料金収受装置２の第１アンテナ５，第２アンテナ８などと通信を行う通信部２７と、表示部２８と、ブザー、ＬＥＤなどの報知部２９と、ＩＣカードが挿入されるＩＣカード挿入部３０と、ＩＣカード挿入部３０に設けられるＩＣカードインターフェース３１とを主な構成要素として備えている。
【００４５】
図６において、ＧＰＳ受信機２４等の各種構成要素は必ずしも車載器内に内蔵されていなくてもよい。例えば、各構成要素が情報の授受が可能な状態で構成されていれば良い。一例としては、ＧＰＳ機能を有する携帯端末装置を外部端子を介して接続し、この携帯端末装置が備えるＧＰＳ機能をＧＰＳ受信機２４として利用するような構成態様をとることが可能である。
【００４６】
電源回路２３は主に車両電源２１から供給される電圧を車載器２０に適した電圧に制御し、車載器２０を構成する各部に供給する。内蔵電池２２は、車両電源２１からの電源供給が遮断された場合でも、通信を行う程度の電力が確保できるよう設けられている。記憶装置２５には、拡張課金対象エリアＢの地図情報が格納されている。また、この記憶装置２５には、車両の所有者情報、車種情報等を含む車両情報、拡張課金対象エリアＢに進入したか否かを示す進入フラグ、ＩＣカードから読み出された残高情報およびカード情報など、後述する課金処理に必要となる種々の情報が保存されている。
【００４７】
ＩＣカード挿入部３０に挿入されるＩＣカードは、例えば、接触型のＩＣカードであり、フラッシュメモリやＭＰＵなどが搭載されたＩＣチップを内蔵している。このＩＣカードには、カードＩＤ番号等のカード情報の他、残高、使用履歴等が記憶されている。ＩＣカードに記録されている情報は、ＩＣカードインターフェース３１を介して、制御部２６による読み出し、書き込みが可能とされている。
【００４８】
このような車載器２０において、ＩＣカード挿入部３０にＩＣカードが挿入されると、制御部２６は、ＩＣカードインターフェース３１を介してＩＣカードに記録されているＩＣカード情報および残高を読み出して記憶装置２５に書き込むとともに、残高を表示部２８に一定時間（例えば、１０秒程度）、表示させる。また、制御部２６は、ＩＣカードから正常に情報を読み取ることができた場合には、正常動作をユーザに知らせるために報知部２９を作動させる。これにより、例えば、報知部２９がブザーであった場合には、ブザーがなり、また、ＬＥＤなどであれば、点灯することで正常である旨を報知する。一方、制御部２６は、ＩＣカードから情報を読み取れなかった場合には、エラーである旨を表示部２８に表示させるとともに、報知部２９を作動させることにより、エラーである旨をユーザに報知し、ＩＣカードの再挿入などを促す。なお、報知部２９による報知の態様は、正常時と異常時とで異なる。
【００４９】
次に、車両１が拡張課金対象エリアＢに進入した後に、課金対象エリアＡに進入する場合の上記車載器２０の動作内容について説明する。
図６および図７に示すように、車載器２０のＧＰＳ受信機２４は、走行中において複数のＧＰＳ衛星から現在位置に関する情報を取得しており、これらの情報から現在位置を検出し、現在位置を制御部２６に出力する。制御部２６は、現在位置と記憶装置２５に格納されている格納課金対象エリアの地図情報とに基づいて、車両１が拡張課金対象エリアＢに進入したか否かを判定する。この結果、拡張課金対象エリアＢに進入したことを検知すると、進入フラグをセットする。続いて、拡張課金対象エリアＢを通過し、課金対象エリアＡに進入する際には、車載器２０の制御部２６は、通信部２７を介して車両情報、進入フラグの状態等を料金収受装置２に対して送信する。料金収受装置２では、これらの情報に基づいて徴収する道路利用料金が決定され、この道路利用料金が車載器２０に対して送信される。車載器２０の制御部２６は、この道路利用料金を、通信部２７を介して受信すると、ＩＣカードに記録されている残高から一定額の料金を差し引き、この残額をＩＣカードに残高として更新記録する。
【００５０】
次に、課金対象エリアＡに進入する際に、車載器２０と料金収受装置２との間で行われる通信処理の詳細について図８から図１０を参照して説明する。
まず、課金対象エリアＡの境界に近づくと、車載器の制御部２６は、通信部２７を介して、料金収受装置２の第１アンテナ５から発せられている問い合わせ信号を受信する（図８のステップＳＡ１）。制御部２６は問い合わせ信号を受信すると、記憶装置２５から車両情報、ＩＣカード情報、ＩＣカード残高、および進入フラグの状態を読み出し、これらを通信部２７を介して送信する（図８のステップＳＡ２）。
【００５１】
料金収受装置２の第１アンテナ制御機９は、受信した情報に基づいて徴収する金額を決定する。具体的には、第１アンテナ制御機９は、図９に示すように、拡張課金対象エリアＢに関する課金情報が登録された第１課金テーブル（第１課金情報）３５および課金対象エリアＡに関する課金情報が登録された第２課金テーブル（第２課金情報）３６を記憶する記憶装置３７と、車載器２０から受信した進入フラグの状態に基づいて車載器２０を搭載している車両１が拡張課金対象エリアＢに進入していたか否かを判定する進入判定部（進入判定手段）３８と、進入判定部３８からの判定結果および第１課金テーブル３５並びに第２課金テーブル３６を用いて道路利用料金を決定する金額決定部（金額決定手段）３９とを備えている。第１課金テーブル３５には、例えば、車種（大型、中型、小型などの別）に応じて徴収する金額が登録されている。例えば、小型なら０．８ドル、中型なら１ドル、大型なら２ドルなどのように登録されている。
【００５２】
また、第２課金テーブル３６には、上述のように、車種に対応して金額が登録されているとともに、更に、拡張課金対象エリアＢに進入していた場合に徴収する金額と、進入していなかった場合に徴収する金額とに分けて道路利用料金が登録されている。例えば、中型車両において、拡張課金対象エリアＢに進入していた場合には０．５ドル、進入していなかった場合には１ドルが登録されている。このように、拡張課金対象エリアＢに進入していた場合と進入していなかった場合とで金額を異ならせることで、拡張課金対象エリアＢを通過してきた車両１の運転手等に対してお得感を与えることができる。
【００５３】
進入判定部３８は、車載器２０から受信した進入フラグがセットされていた場合には、拡張課金対象エリアＢに進入していたと判定し、進入フラグがクリアされていた場合には、拡張課金対象エリアＢに進入していないと判定し、この判定結果を金額決定部３９に出力する（図８のステップＳＡ３）。金額決定部３９は、車載器２０から受信した車両情報に基づいて、車両１の車種を判別する。そして、車種および拡張課金対象エリアＢへの進入の有無に応じて、道路利用料金を決定する（図８のステップＳＡ４）。例えば、車種が中型であり、拡張課金対象エリアＢに進入していた場合には、第１課金テーブルから１ドルを、第２課金テーブルから０．５ドルを抽出し、これらを加算した１．５ドルを道路利用料金として算出する。そして、算出した道路利用料金を第１アンテナ５を介して車載器２０に送信する（図８のステップＳＡ５）。
【００５４】
車載器２０の制御部２６は、通信部２７を介して道路利用料金を受信すると、通信完了を示す肯定信号を第１アンテナ５に送信するとともに（図８のステップＳＡ６）、ＩＣカードの残高から道路利用料金を差し引くことにより、ＩＣカードの残高を更新する（図８のステップＳＡ７）。続いて、制御部２６は、残高更新処理が正常に行えた場合には、ＩＣカードから更新後の残高、認証子データを読み取る（図８のステップＳＡ８）。
【００５５】
次に、第２アンテナ６から発せられている問い合わせ信号を受信すると（図１０のステップＳＢ１）、制御部２６は、車両情報、ＩＣカード情報、ＩＣカード残高、認証子データを通信部２７を介して送信する（図１０のステップＳＢ２）。ここで、認証子データは、料金収受が正常に行われた旨を通知するための情報である。
【００５６】
第２アンテナ制御機１２は、第２アンテナ８を介して認証子データを受信すると、確認コマンドを第２アンテナ８を介して送信する（図１０のステップＳＢ３）。車載器２０の制御部２６は、この確認コマンドを受け取ると、肯定信号を通信部２７を介して送信するとともに（図１０のステップＳＢ４）、ＩＣカードに使用履歴を書き込む（図１０のステップＳＢ５）。続いて、制御部２６は、記憶装置２５における進入フラグをクリアし（図１０のステップＳＢ６）、当該通信処理を終了する。
【００５７】
なお、上述した車載器２０と第２アンテナ８との間で行われる情報の授受は、公知の暗号方式を利用して行うこととしても良い。暗号方式を用いて通信を行うことで、情報の改竄や盗聴などの不正行為を防止することができる。暗号方式としては、共通鍵を用いて暗号を行うＡＥＳ、公開鍵と秘密鍵とを用いて暗号を行うＲＳＡなどが一例として挙げられる。特に、認証子データは、料金収受が正常に行われたことを通知する重要な情報であるため、この認証子データの送受信を暗号化して行うことにより、料金収受の信頼性を高めることができる。
【００５８】
以上説明してきたように、本実施形態に係る料金収受システムによれば、拡張課金対象エリアＢに進入したことが、車載器２０において、ＧＰＳ受信機２４による位置情報と記憶装置２５に記憶されている地図情報とに基づいて検出されることとなる。これにより、課金対象エリアＡを拡張した場合、換言すると、拡張課金対象エリアＢを新設した場合でも、拡張課金対象エリアＢの境界に新たな設備を設置することなく、拡張課金対象エリアＢへの進入を確実に検知することができる。
更に、課金対象エリアＡに設置されている１台の料金収受装置２により、拡張課金対象エリアＢと課金対象エリアＡとの両方に対する料金収受を行うことができることとなる。これにより、拡張課金対象エリアＢに対して料金収受装置２を新たに設置する必要がないので、設備コストの低減を図ることができる。この結果、拡張課金対象エリアＢの新設を容易に行うことが可能となる。
【００５９】
なお、一旦セットされた進入フラグは、車両１が課金対象エリアＡに進入し、更に、後述する料金収受装置２との間で行われる料金収受に関する一連の通信処理が正常に終了するまでは、クリアされないように設定されている。したがって、図１１に示すように、拡張課金対象エリアＢに進入した後、課金対象エリアＡに進入せずに拡張課金対象エリアＢを退出した場合にも、セットされた進入フラグはクリアされない。つまり、セットされた進入フラグは、拡張課金対象エリアＢを退出するだけでは、クリアされない。これにより、次回、課金対象エリアＡに進入したときには、拡張課金対象エリアＢに進入したことの記録が残っているので、拡張課金対象エリアＢにおける道路利用料金についても確実に徴収することが可能となる。
【００６０】
また、進入フラグに代えて、拡張課金対象エリアＢに進入した回数をカウントするカウンタを備えることとしても良い。これにより、図１１に示すように、車両１が課金対象エリアＡに進入せずに、何度も拡張課金対象エリアＢを出たり入ったりした場合には、課金対象エリアＡに進入する際に、今まで拡張課金対象エリアＢに進入した回数に応じた道路利用料金を徴収することが可能となる。
また、このようなカウンタではなく、上述した進入フラグにしておくことで、１回分の道路利用料金で、拡張課金対象エリアＢに何度も出たり入ったりできるので、この場合には、運転手などに対してお得感を与えることができる。
【００６１】
また、図８に示したステップＳＡ２において、車両情報、ＩＣカード情報、ＩＣカード残高、進入フラグの状態に加えて、ＧＰＳ受信機２４の搭載の有無を通知する情報、例えば、車載器バージョンを車載器２０から第１アンテナ５に送信することとしても良い。このように、車載器バージョンを送信することにより、以下のような理由で、ＧＰＳ受信機２４を備えているか否かを料金収受装置２において判別することが可能となる。
【００６２】
本発明に係る料金収受システムでは、車両１が拡張課金対象エリアＢに進入したか否かについては、ＧＰＳ受信機２４によって取得される位置情報に基づいて判断している。このため、ＧＰＳ受信機２４を備えていない車載器においては、自己の現在位置を特定することができないことから拡張課金対象エリアＢに進入したか否かを判断できず、このため、拡張課金対象エリアＢに関する道路利用料金を徴収することが不可能となる。
【００６３】
そこで、ＧＰＳ受信機２４の搭載の有無に応じて、料金収受システム２が徴収する金額を異ならせることで、ＧＰＳ受信機２４を備えていない車載器を搭載している車両とＧＰＳ受信機２４を備えている車載器２０を搭載している車両１との間の徴収料金の均衡を保つこととしている。特に、図１２に示すように、ＧＰＳ受信機２４を備えていない車載器を搭載した車両１´に対しては、道路利用料金を更に高めに（例えば、ＧＰＳ受信機２４を備えている場合に比べて２倍）に設定することにより、ＧＰＳ受信機２４を備えた車載器２０の普及を促進させることができる。
【００６４】
更に、本実施形態に係る料金収受システムにおいて、課金対象エリアＡの入口において、料金収受が正常に行われた場合には、その旨を示す認証情報を料金収受装置２から車載器２０に対して送信し、更に、この乱数を車載器２０の表示部２８に表示させることとしても良い。このようにすることで、料金収受が正常に行われた車両については、車載器２０の表示部２８にその旨を示す認証情報が表示されることとなるので、例えば、道路を監視する監視員などがその表示を確認することで、不正車両を容易に判別することができる。認証情報については、特に、限定されないが、例えば、所定の乱数であっても良い。また、表示に代えて、例えば、ＬＥＤなどの発光素子を点灯させるなどの態様をとることとしても良い。
【００６５】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る料金収受システムについて説明する。
本実施形態に係る料金収受システムは、複数の拡張課金対象エリアが設定されている点で、上述の第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態に係る料金収受システムについて、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００６６】
図１３に示すように、複数の拡張課金対象エリアＢ１、Ｂ２が設定されている場合、図１４に示すように、車載器２０ａの記憶装置２５ａには、各拡張課金対象エリアＢ１，Ｂ２の地図情報と各拡張課金対象エリアＢ１、Ｂ２に割り当てられた識別情報ｂ１，ｂ２とが対応付けられて記憶されているとともに、各拡張課金対象エリアＢ１、Ｂ２に対応する進入フラグＦ１、Ｆ２が登録されている。
また、図１５に示すように、料金収受装置の第１アンテナ制御機９ａの記憶装置３７ａには、各拡張課金対象エリアＢ１、Ｂ２に関する第１課金テーブル３５ａ，３５ｂと各拡張課金対象エリアＢ１、Ｂ２に割り当てられた識別情報ｂ１，ｂ２とが対応付けられて記憶されている。
【００６７】
図１３から図１５において、車両１が拡張課金対象エリアＢ１に進入すると、車載器２０ａの制御部２６ａは、ＧＰＳ受信機２４にて受信された情報と記憶装置２５ａに格納された地図情報とに基づいて車両１が拡張課金対象エリアＢ１に進入したことを検知し、この拡張課金対象エリアＢ１に対応するフラグＦ１をセットする。続いて、車両１が拡張課金対象エリアＢ２に進入すると、制御部２６ａは、この旨を検知し、拡張課金対象エリアＢ２に対応するフラグＦ２をセットする。続いて、課金対象エリアＡに進入する際には、車載器２０の制御部２６ａは、通信部２７を介して車両情報、進入フラグＦ１、Ｆ２の状態等を料金収受装置に対して送信する。
【００６８】
第１アンテナ制御機９ａにおいて、車両情報、進入フラグＦ１，Ｆ２の状態等が受信されると、進入判定部３８ａは、セットされているフラグＦ１，Ｆ２を抽出し、抽出したフラグＦ１，Ｆ２に対応する拡張課金対象エリアＢ１，Ｂ２の識別情報ｂ１，ｂ２を金額決定部３９ａに出力する。
金額決定部３９ａは、進入判定部３８ａから取得した識別情報ｂ１，ｂ２に対応付けられている各第１課金テーブル３５ａ，３５ｂを参照して拡張課金対象エリアＢ１，Ｂ２における道路利用料金を取得するとともに、第２課金テーブル３６を参照して課金対象エリアＡにおける道路利用料金を取得する。そして、これらの金額を加算することで、車両１に対する道路利用料金を算出する。そして、この道路利用料金を第１アンテナ５を介して車載器２０ａに送信する。
車載器２０ａの制御部２６ａは、この道路利用料金を通信部２７を介して受信すると、ＩＣカードに記録されている残高から上記道路利用料金を差し引き、この残額をＩＣカードに残高として更新記録する。なお、上記第１アンテナ制御機８ａと車載器２０ａとの通信の詳細については、図８に示した処理手順に準じて行われるものである。
【００６９】
以上説明してきたように、本実施形態に係る料金収受システムによれば、複数の拡張課金対象エリアが設定されている場合には、各拡張課金対象エリアに対応する進入フラグが設けられており、これら進入フラグの状態が各拡張課金対象エリアの識別情報に対応付けられて車載器２０ａから第１アンテナ制御機９ａに送信されるので、料金収受装置側では、車両が進入した拡張課金対象エリアを容易に特定することができる。これにより、車両が進入した拡張課金対象エリアにおける道路利用料金を速やかに決定することができる。
更に、第１アンテナ制御機９ａの記憶装置３７ａにおいては、各拡張課金対象エリアＢ１，Ｂ２に対応して第１課金テーブル３５ａ，３５ｂが登録されるので、拡張課金対象エリア毎に詳細な料金設定を行うことが可能となる。更に、車両が複数の拡張課金対象エリアに進入していた場合でも、一括して料金収受を行うことができる。
なお、本実施形態においては、２つの拡張課金対象エリアが設定されている場合について述べたが、拡張課金対象エリアＢの個数については、限定されない。また、複数の拡張課金対象エリアは、互いに隣接して設定されていても良い。
【００７０】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る料金収受システムについて説明する。
本実施形態に係る料金収受システムは、拡張課金対象エリアＢの道路利用料金を滞在時間に応じて決定する点で、上述した第１の実施形態に係る料金収受システムと異なる。
以下、本実施形態に係る料金収受システムについて、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００７１】
図１６に示すように、本実施形態に係る車載器２０ｂは、拡張課金対象エリアＢにおける滞在時間を計時するためのタイマ（計時手段）３２を更に備えている。また、本実施形態に係る第１アンテナ制御機９ｂは、図９に示した第１アンテナ制御機９において、記憶装置３７が備える第１課金テーブル３５が、滞在時間をパラメータとした課金テーブルとされている（図示略）。
【００７２】
図１６および図１７に示すように、車両１が拡張課金対象エリアＢに進入すると、車載器２０ｂの制御部２６ｂは、拡張課金対象エリアＢに進入したことを検知し、進入フラグをセットするとともに、タイマ３２を作動させる。これにより、タイマ３２によって拡張課金対象エリアＢにおける滞在時間が計時されることとなる。続いて、課金対象エリアＡに進入する際には、車載器２０ｂの制御部２６ｂは、通信部２７を介して車両情報等に加えて、タイマ３２によって計時された滞在時間を料金収受装置に対して送信する。例えば、制御部２６ｂは、料金収受装置の第１アンテナ５から問い合わせ信号を受信した場合に、タイマ３２の作動を停止させるとともに、このときの滞在時間を読み出して料金収受装置へ送信する。
【００７３】
料金収受装置の第１アンテナ制御機９ｂでは、進入判定部３８によって、拡張課金対象エリアに進入していたことが検出されて金額決定部３９に通知される。金額決定部３９は、滞在時間に関する関数で表されている第１課金テーブル３５を用いて、拡張課金対象エリアＢに関する滞在時間に応じた道路利用料金を算出するとともに、第２課金テーブル３６から車両１に応じた課金対象エリアＡの道路利用料金を抽出し、これらを加算することにより、車両１の道路利用料金を算出する。そして、決定した道路利用料金を第１アンテナ５を介して車載器２０ｂへ送信する。
車載器２０ｂの制御部２６ｂは、滞在時間に応じた道路利用料金を通信部２７を介して受信すると、ＩＣカードに記録されている残高から上記道路利用料金を差し引き、この残額をＩＣカードに残高として更新記録するとともに、タイマ３２の値をクリアする。なお、上記第１アンテナ制御機８ｂと車載器２０ｂとの通信の詳細については、図８に示した処理手順に準じて行われるものである。
【００７４】
以上説明してきたように、本実施形態に係る料金収受システムによれば、拡張課金対象エリアＢにおける滞在時間が料金収受装置に送信されるので、料金収受装置は、拡張課金対象エリアＢにおける滞在時間を考慮した道路利用料金の計算を行うことが可能となる。これにより、道路の利用状況がより反映された道路利用料金とすることができる。
【００７５】
なお、本実施形態においては、タイマ３２と進入フラグとを併用して用いることとしたが、タイマ３２が作動することにより、拡張課金対象エリアＢに進入したことが認識できることから、進入フラグは用いないこととしても良い。
また、滞在時間を検出する手段としてタイマ３２を採用したが、これに代えて、ＧＰＳ受信機２４により取得されるＧＰＳデータに含まれている時刻データを用いて滞在時間を計時することとしても良い。
【００７６】
また、本実施形態においては、拡張課金対象エリアＢにおける滞在時間に応じて道路利用料金が決定されるので、仮に、拡張課金対象エリアＢ内に存在する駐車場に車両を駐車していた場合には、タイマ３２による滞在時間の計時が行われてしまい、その分が道路利用料金に反映されてしまうこととなる。そこで、図１８に示すように、拡張課金対象エリアＢ内にある駐車場Ｃに駐車している期間においては、タイマ３２の作動を停止させることとする。
この場合、例えば、駐車場Ｃの入口に設置されている入口アンテナ４０から問い合わせ信号を受信した場合に、車載機２０ｂの制御部２６ｂが、タイマ３２の作動を停止させ、駐車場Ｃの出口に設置されている出口アンテナ４１から駐車場料金を受け取った旨の確認信号を受信した場合に、制御部２６ｂがタイマ３２を作動させる。これにより、駐車場Ｃに駐車していた期間においては、タイマ３２が停止されているので、駐車時間が滞在時間に含まれてしまうことを防止することができる。
なお、本実施形態において、情報の改竄や盗聴などの不正行為を防止するために、車載器２０ｄとセンタ機１７との間で行われる滞在時間を含む通信データを暗号化しても良い。
【００７７】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る料金収受システムについて説明する。
本実施形態に係る料金収受システムは、拡張課金対象エリアＢにおける走行距離に応じて道路利用料金を決定する点で、上述した滞在時間に応じて道路利用料金を決定する第３の実施形態に係る料金収受システムと異なる。
以下、本実施形態に係る料金収受システムについて、第３の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００７８】
図１９に示すように、本実施形態に係る車載器２０ｃは、第３の実施形態に係る車載器２０ｂのタイマ３２に代えて、走行距離を積算する走行距離積算器（走行距離積算手段）３３を備えている。走行距離積算器３３は、車載器に搭載されているＧＰＳ受信機２４やジャイロ３４、車両１から出力される車速パルスなどからの情報を用いて、走行距離を積算する。
また、本実施形態に係る第１アンテナ制御機は、図９に示した第１アンテナ制御機９において、記憶装置３７が備える第１課金テーブル３５が、走行距離をパラメータとした課金テーブルとされている。
【００７９】
図１９および図２０において、車両１が拡張課金対象エリアＢに進入すると、車載器２０ｃの制御部２６ｃは、拡張課金対象エリアＢに進入したことを検知し、進入フラグをセットするとともに、走行距離積算器３３を作動させる。これにより、走行距離積算器３３によって拡張課金対象エリアＢにおける走行距離が積算されることとなる。続いて、課金対象エリアＡに進入する際には、車載器２０ｃの制御部２６ｃは、車両情報等に加えて、走行距離積算器３３によって積算された走行距離を通信部２７を介して料金収受装置に対して送信する。例えば、制御部２６ｃは、料金収受装置２の第１アンテナ５から問い合わせ信号を受信した場合に、走行距離積算器３３の作動を停止させるとともに、このときの走行距離を読み出して料金収受装置へ送信する。
【００８０】
料金収受装置の第１アンテナ制御機９では、進入判定部３８によって、拡張課金対象エリアに進入していたことが検出されて金額決定部３９に通知される。金額決定部３９は、走行距離に関する関数で表されている第１課金テーブル３５を用いて、拡張課金対象エリアＢに関する走行距離に応じた道路利用料金を算出するとともに、第２課金テーブル３６から車両１の車種に応じた課金対象エリアＡの道路利用料金を抽出し、これらを加算することにより、車両１の道路利用料金を算出する。そして、決定した道路利用料金を第１アンテナ５を介して車載器２０ｃへ送信する。
車載器２０ｃの制御部２６ｃは、走行距離に応じた道路利用料金を通信部２７を介して受信すると、ＩＣカードに記録されている残高から上記道路利用料金を差し引き、この残額をＩＣカードに残高として更新記録するとともに、走行距離積算器３３の値をクリアする。なお、上記第１アンテナ制御機と車載器２０ｃとの通信の詳細については、図８に示した処理手順に準じて行われるものである。
【００８１】
以上説明してきたように、本実施形態に係る料金収受システムによれば、拡張課金対象エリアＢにおける走行距離が料金収受装置に送信されるので、料金収受装置は、拡張課金対象エリアＢにおける走行距離を考慮した道路利用料金の計算を行うことが可能となる。これにより、道路の利用状況がより反映された道路利用料金とすることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、走行距離積算器３３と進入フラグとを併用して用いることとしたが、走行距離積算器３３が作動することにより、拡張課金対象エリアＢに進入したことが認識できることから、進入フラグは用いないこととしても良い。
なお、本実施形態において、情報の改竄や盗聴などの不正行為を防止するために、車載器２０ｄとセンタ機１７との間で行われる走行距離を含む通信データを暗号化しても良い。
【００８３】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係る料金収受システムについて説明する。
本実施形態に係る料金収受システムは、ロードプライシングなどのように、一定のエリア内に進入しただけで、一定額の料金が徴収されてしまうような課金対象エリアＡを対象にしたものである。
本実施形態では、課金対象エリアＡに誤って進入してしまった場合、あるいは、課金対象エリアＡに進入したもののすぐに退出した場合などを考慮して、課金対象エリアＡにおける滞在期間が所定の期間以内である場合に、その滞在期間に応じたポイントを利用者に還元するものである。
以下、本実施形態に係る料金収受システムについて、第３の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００８４】
図２１に示すように、本実施形態に係る車載器２０ｄは、第３の実施形態に係る車載器２０ｂの構成に加えて、広域通信機３４を備えている。この広域通信機３４は、図２２に示すように、外部の装置と通信を行うものであり、例えば、料金収受装置の上位装置であるセンタ機１７（図２参照）と接続するためのものである。この広域通信機３４は、車載器２０ｄに内蔵されていても良いし、携帯電話機などの移動通信端末を車載器２０ｄに設けられた接続端子を介して接続して用いることとしても良い。
【００８５】
図２１および図２２において、車両１が課金対象エリアＡに進入し、更に、上述した車載器２０ｄの制御部２６ｄと第１アンテナ５および第２アンテナ９との間で課金に関する一連の処理が終了すると、制御部２６ｄは、タイマ３２の値をリセットした後、再度、タイマ３２を作動させる。これにより、課金対象エリアＡにおける滞在時間が計時されることとなる。
【００８６】
続いて、車両１が課金対象エリアＡを退出すると、車載器２０ｄの制御部２６ｄは、これを検知し、タイマ３２の動作を停止させる。続いて、タイマ３２の計時時間を読み出すことで、課金対象エリアＡにおける滞在時間を取得し、この滞在時間を車両情報等と対応付けて広域通信機３４を介してセンタ機１７へ送信する。センタ機１７は、車両情報等に対応付けられた滞在時間を受信すると、この滞在時間に対応するポイントを還元ポイントテーブルに基づいて決定する。ここで、図２３に還元ポイントテーブルの一例を示す。図２３において、横軸は滞在時間、縦軸は還元ポイントである。このように、還元ポイントテーブルは、滞在時間がＴｍａｘ以内の期間において、滞在時間が長いほど、還元ポイントが少なくなるように設定されている。図２３では、滞在時間と還元ポイントとが反比例の関係にある場合を示したが、これは一例であり、この例に特定されない。例えば、図２４に示すように、滞在時間を数段階のレベルに分割し、各レベルに応じて還元ポイントが段階的に変化するように設定されていても良い。
【００８７】
図２１および図２２に戻り、センタ機１７において、上記還元ポイントに基づいて滞在時間Ｔ１に対応する還元ポイントＰ１が求められると、センタ機１７は、車載器２０ｄに対して還元ポイントを送信する。車載器２０ｄの制御部２６ｄは、この還元ポイントを広域通信機３４を介して受信すると、この還元ポイントを記憶装置２５に記憶させる。このとき、記憶装置２５に既に還元ポイントが記録されていた場合には、この還元ポイントに今回受信した還元ポイントＰ１を加算することにより、還元ポイントを更新記録する。
そして、制御部２０ｄは、次回、車両１が課金対象エリアＡに進入する際に行われる第１アンテナ制御機９との情報の授受において、車両情報、進入フラグなどの情報とともに、記憶装置２５に記録されている還元ポイントを送信する。これにより、第１アンテナ制御機９において、還元ポイントに応じた金額が差し引かれた道路利用金額が算出されることとなる。
【００８８】
以上説明してきたように、本実施形態に係る料金収受システムによれば、ロードプライシングなどのように、道路の利用状況にかかわらず、進入時に一定額の料金が徴収されてしまうような課金対象エリアＡにおいては、課金対象エリアＡにおける滞在時間に応じたポイントを車両の所有者に対して還元するので、課金対象エリアＡに誤って進入してしまった利用者等を金銭面において救済することができる。
【００８９】
なお、本実施形態において、情報の改竄や盗聴などの不正行為を防止するために、車載器２０ｄとセンタ機１７との間で行われる通信を暗号化しても良い。また、車載器２０ｄを改竄して還元ポイントを意図的に増加させる不正行為を防止するために、センタ機１７が還元ポイントと車両情報とをリストにして、全ての料金収受装置２に送信する方法をとることとしても良い。このようにすることによって、料金収受装置は車載器から送信された還元ポイントが有効なものであるか否かを確認することができる。なお、この場合における情報の伝送は、例えば、公衆回線やインターネット網などを介して行われる。
【００９０】
また、課金対象エリアＡ内にある駐車場に車両１を駐車させた場合には、タイマ３２の動作を停止させることにより、駐車時間が滞在時間に含まれてしまうことを防止することができる。
更に、本実施形態においては、課金対象エリアＡにおける滞在時間に応じて還元ポイントを決定することとしたが、これに代えて、課金対象エリアＡにおける走行距離に応じて還元ポイントを決定することとしても良い。この場合には、図２１における上記タイマ３２に代えて、走行距離積算器３３（図１９参照）を有していれば良く、制御部２６ｃは、上記タイマ３２を作動させるタイミングと同じタイミングで、走行距離積算器３３を作動させることにより、課金対象エリアＡにおける走行距離を積算させる。
【００９１】
〔他の適用例〕
以上においては、本発明の料金収受システムをロードプライシングに適用する場合について述べてきたが、本発明はＥＴＣシステムにも適用することが可能である。例えば、図２５に示すように、課金対象エリア（既存の有料道路）Ａを拡張する場合、拡張課金対象エリア（拡張した有料道路）Ｂへの進入に関しては、車載器２０のＧＰＳ受信２４により検知し、進入フラグをセットする。この場合、出口料金所において、車両情報等とともに、進入フラグを送信する。これにより、ＥＴＣシステム側では、拡張課金対象エリアＢから課金対象エリアＡに進入したことを認識できるので、拡張課金対象エリアＢの料金も考慮して道路利用料金が算出される。
【００９２】
また、図２６に示すように、課金対象エリアＡから進入し、拡張課金対象エリアＢを経由して退出した場合には、ＧＰＳ受信機２４により拡張課金対象エリアＢから退出した旨を検知する。この場合、出口料金所を経由しないで課金対象エリアＡから退出することとなるので、料金が未払いのままである。このような場合には、今回の道路利用履歴をＩＣカードに記録しておき、次回、出口料金所に設置されている料金収受装置に対して、未払いの道路利用履歴を送信することとしても良い。これにより、今回の道路利用状況に応じた道路利用料金についても支払われることとなる。また、このような支払い方法に代えて、予め登録されている利用者の銀行口座などから道路利用料金が自動引き落としされるようなシステムを構築することとしても良い。この場合には、出口料金所を通過することなく、課金対象エリアＡから退出してしまった場合には、拡張課金対象エリアＢを退出後に、上位装置であるセンタ機１７に対して、上述した広域通信機３４（図２１参照）を介して今回の道路利用履歴を送信する。これにより、センタ機１７において、今回の道路利用料金が算出され、この金額が銀行口座等から自動的に引き落とされることとなる。
【００９３】
なお、上述した第１から第５の実施形態においては、ＧＰＳ受信機２４のみを用いて現在位置を検出していたが、ＧＰＳ衛星から受信される情報に加えて、車両１に搭載されている車速センサによって検出される車速パルスや、車載器のジャイロなどからの情報を用いて、現在位置を検出することとしても良い。このようにすることで、位置検出の精度を更に向上させることができる。
【００９４】
また、図２７に示すように、車両１がトンネルなどを走行している場合、ＧＰＳ衛星からの情報を受信することができないため、仮に、拡張課金対象エリアＢに進入していたとしてもそれを検知することができないこととなる。このような場合に備えて、ＧＰＳ衛星との通信が困難な位置に設定されている拡張課金対象エリアＢの境界に関しては、拡張課金対象エリアＢに進入したことを車載器２０に通知するためのアンテナ４５を設置しておくことが好ましい。このとき、複数の拡張課金対象エリアＢが設定されている場合には、拡張課金対象エリアＢの識別情報も送信することとする。
【００９５】
また、拡張課金対象エリアＢあるいは拡張課金対象エリアＡ内にある駐車場においても、ＧＰＳ受信機２４を用いて進入を検出することから、ＧＰＳ衛星との通信が困難な位置にある駐車場の入口においても同様にアンテナ４５を設置することが好ましい。この場合、どの駐車場に進入したのかを認識させるための情報を車載器２０に対して送信することが好ましい。
【００９６】
更に、ＧＰＳ受信機２４による位置検出の精度を更に向上させるために、Ｄ−ＧＰＳシステムを利用することとしても良い。この場合、補正データを図２８に示すように、ＦＭ多重局を介して受信することとしても良い。また、この場合、図２９に示すように、車載器２０にＦＭ多重受信機５３を更に設けることとする。
図２８に示したＤ−ＧＰＳシステムにおいて、基地局５０により解析されたＤ−ＧＰＳ位置補正データは、ＦＭ放送局のセンタ局５１を介してＦＭ放送局５２へ送信される。ＦＭ放送局５２では、受信したＤ−ＧＰＳ補正データをＦＭ多重放送により提供する。ＦＭ多重放送により送信されたＤ−ＧＰＳ補正データは、車載器２０が搭載するＦＭ多重受信機５３により受信され、このＤ−ＧＰＳ補正データを用いた位置情報の補正がＧＰＳ受信機２４において行われる。これにより、位置検出精度を更に向上させることができる。
【００９７】
また、上述の本実施形態では、接触型のＩＣカードを一例として説明したが、これに代えて非接触型のＩＣカードを用いることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る課金システムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る料金収受装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】課金対象エリアの進入車線を路肩側から見たときの図である。
【図４】図３に示した車両検知器の下方に敷設されているマーキングの一例を示した図である。
【図５】車両が通過したときの図４に示したマーキングの様子を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る車載器の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る車載器の動作内容を簡潔に説明した図である。
【図８】本発明の第１の実施形態において、車載器と第１アンテナ制御機との間で行われる通信の処理手順を示した図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る第１アンテナ制御機の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態において、車載器と第１アンテナ制御機との間で行われる通信の処理手順を示した図である。
【図１１】進入フラグについて説明するための図である。
【図１２】ＧＰＳ受信機を搭載していない車載器と搭載している車載器との取り扱いについて説明するための図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る車載器の動作内容を簡潔に説明した図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る車載器の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る第１アンテナ制御機の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る車載器の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る車載器の動作内容を簡潔に説明した図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る料金収受システムにおいて、拡張課金対象エリア内にある駐車場に駐車した場合の取り扱いについて説明するための図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る車載器の概略構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る車載器の動作内容を簡潔に説明した図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態に係る車載器の概略構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態に係る車載器の動作内容を簡潔に説明した図である。
【図２３】還元ポイントテーブルの一例を示した図である。
【図２４】還元ポイントテーブルの他の例を示した図である。
【図２５】本発明の料金収受システムをＥＴＣシステムに適用する場合について説明するための図である。
【図２６】本発明の料金収受システムをＥＴＣシステムに適用する場合について説明するための図である。
【図２７】ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からデータを受信できない場合における位置情報の取得方法について説明するための図である。
【図２８】Ｄ−ＧＰＳ補正データをＦＭ多重放送において送信する場合のＤ−ＧＰＳシステムの概略構成を示した図である。
【図２９】Ｄ−ＧＰＳ補正データをＦＭ多重放送において受信する場合の車載器の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  車両
２  料金収受装置
５  第１アンテナ
８  第２アンテナ
９，９ａ  第１アンテナ制御機
１２  第２アンテナ制御機
１７  センタ機
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  車載器
２４  受信機
２５，２５ａ  記憶装置
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ  制御部
２７  通信部
３０  ＩＣカード挿入部
３１  ＩＣカードインターフェース
Ａ  課金対象エリア
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２  拡張課金対象エリア
Ｃ  駐車場
３７  記憶装置
３２  タイマ
３３  走行距離積算器
３４  広域通信機
３５，３５ａ，３５ｂ  第１課金テーブル
３６  第２課金テーブル
３８，３８ａ  進入判定部
３９，３９ａ  金額決定部
４０  入口アンテナ
４１  出口アンテナ
４５  アンテナ
５０  基地局
５１  センター局
５２  ＦＭ放送局
５３  ＦＭ多重受信機
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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