(57)【要約】【課題】料金所の設置環境に関わらず、決められた通信領域に位置する車載機との路車間通信以外を排除することができるＥＴＣシステムを提供する。【解決手段】路車間通信を行う通信領域を指定通信領域312として予め規定し、この指定通信領域312の開始位置及び終了位置の少なくとも一方には車両検知器を設けず、車載機には、衛星情報を利用して現在位置を測定する測位機能を設け、この測位機能で測定された車載機の位置が指定通信領域312の範囲内にある場合にのみ、アンテナ31による路車間通信を実施する。車載機が指定通信領域312内に位置することを確認して路車間通信が開始されるため、誤課金を防止することができる。また、指定通信領域312の前後に設置する車両検知器の数を１または０にすることができ、車線スペースの確保が難しい料金所でも容易に導入することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有料道路の料金所に設置された路側無線装置が、走行車両に搭載された車載機と路車間通信を実施して課金処理を実行する自動料金収受システムにおいて、
前記路車間通信を行う通信領域が指定通信領域として予め規定されており、
前記指定通信領域の開始位置及び終了位置の少なくとも一方には車両検知器が無く、
前記車載機は、衛星情報を利用して現在位置を測定する測位機能を備えており、前記測位機能で測定された前記車載機の位置が前記指定通信領域の範囲内にある場合に、前記路車間通信が実施されることを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項２】
前記路側無線装置が、前記指定通信領域の位置情報を送信し、前記指定通信領域の位置情報を受信した前記車載機が、前記位置情報と前記測位機能で測定した現在位置とを比較して、前記車載機の現在位置が前記指定通信領域の範囲内にある場合に前記路側無線装置に応答することを特徴とする請求項１に記載の自動料金収受システム。
【請求項３】
前記車載機が、前記路側無線装置のポーリングに対して、前記測位機能で測定した現在位置の情報を送信し、前記現在位置の情報を受信した前記路側無線装置が、前記現在位置と前記指定通信領域の位置情報とを比較して、前記現在位置が前記指定通信領域の範囲内にある場合に前記車載機との路車間通信を実施することを特徴とする請求項１に記載の自動料金収受システム。
【請求項４】
前記指定通信領域の開始位置及び終了位置のうち、終了位置にのみ第２の車両検知器が設置されており、前記路側無線装置は、前記第２の車両検知器が車両の車頭を検知した時を基準に、前記車両に対する自動料金収受の成否を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動料金収受システム。
【請求項５】
前記路側無線装置は、前記第２の車両検知器が車両の車頭を検知した時点で前記路車間通信が継続しているとき、前記車両の車頭から前記車載機の搭載位置までの距離に応じた延長時間を設定し、前記車両に対する自動料金収受の成否判定を、最大で前記延長時間が経過するまで延ばすことを特徴とする請求項４に記載の自動料金収受システム。
【請求項６】
前記指定通信領域の開始位置及び終了位置のうち、開始位置にのみ第１の車両検知器が設置されており、前記路側無線装置は、前記第１の車両検知器が車両の車尾を検知した時を基準に、前記車両に対する自動料金収受の成否を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動料金収受システム。
【請求項７】
前記指定通信領域の開始位置及び終了位置のうち、開始位置にのみ第１の車両検知器が設置されており、前記路側無線装置は、前記第１の車両検知器が車両の車頭を検知してから一定時間が経過した時を基準に、前記車両に対する自動料金収受の成否を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動料金収受システム。
【請求項８】
前記路側無線装置は、前記第１の車両検知器が車両の車尾を検知した時点で前記路車間通信が継続しているとき、前記車両の車頭から前記車載機の搭載位置までの距離に応じた延長時間を設定し、前記車両に対する自動料金収受の成否判定を、最大で前記延長時間が経過するまで延ばすことを特徴とする請求項６に記載の自動料金収受システム。
【請求項９】
前記路側無線装置は、前記一定時間が経過した時点で前記路車間通信が継続しているとき、前記車両の車頭から前記車載機の搭載位置までの距離に応じた延長時間を設定し、前記車両に対する自動料金収受の成否判定を、最大で前記延長時間が経過するまで延ばすことを特徴とする請求項７に記載の自動料金収受システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有料道路の自動料金収受システム（Electronic Toll Collection：ＥＴＣ）に関し、特に、車両検知器等の設置スペースが十分に確保できない場合でも的確な判定を可能にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＥＴＣシステムは、各所の有料道路に導入されており、このシステムを利用できる車両は、有料道路の料金所をノンストップで通過することができる。ＥＴＣシステムを利用するには、車両にＥＴＣ車載機を取り付け、この車載機にＥＴＣカードを挿入して、料金所ゲートの通信用アンテナが設置されたＥＴＣレーンを通過しなければならない。ＥＴＣ車載機には、それを取り付けた車両の車種や車長などの情報が予め登録（セットアップ）されている。また、ＥＴＣカードは、クレジットカード会社が発行するＥＴＣ専用のＩＣカードであり、通過したゲートのＩＤや料金収受の記録が書き込まれる。
【０００３】
このＥＴＣレーンのゲートには、ＥＴＣ車載機を搭載したＥＴＣ車だけで無く、ＥＴＣ車載機を持たない非ＥＴＣ車が進入する場合もある。そのため、ゲートでは、進入車両がＥＴＣ車か非ＥＴＣ車かを識別し、ＥＴＣ車に対してのみ自動料金収受処理を適用する。ＥＴＣシステムでは、このＥＴＣ車／非ＥＴＣ車の識別を的確に行う必要があり、その実現を図るために本発明者が先に提案したＥＴＣシステムが、下記特許文献１に記載されている。
【０００４】
図１４は、ＥＴＣシステムの標準料金所におけるＥＴＣレーンを示している。このレーンは、ＥＴＣ車載機との無線通信（路車間通信）に使用するアンテナ31をレーン上に備え、アイランド34上には、光線の遮断によって車両の通過を感知する第１車両検知器S1、第２車両検知器S2、第３車両検知器S3及び第４車両検知器S4と、レーンを通過する車両36に対して「通行可」または「停止」を表示する路側表示器32と、路車間通信で料金収受処理が完了したときは阻止棒を開き、料金収受処理ができなかったときは阻止棒を閉じたままとする発進制御機33と、路側無線機を内蔵し、アンテナ31での交信結果や車両検知器S1〜S4の検知結果に基づいてＥＴＣレーンの動作を制御する車線制御装置35とを備えている。
【０００５】
第１車両検知器S1と第２車両検知器S2とは４ｍの間隔を空けて設置されており、アンテナ31の指向性は、この第１車両検知器S1と第２車両検知器S2との間の区間だけが無線通信領域となるように絞り込まれている。従って、通信領域の長さは４ｍである。
このＥＴＣレーンに車両が進入し、第１車両検知器S1が車両を検知すると、その検知情報が車線制御装置35に伝えられ、車線制御装置35はアンテナ31を介して無線送信を開始する。また、第２車両検知器S2が車両を検知すると、その検知情報が車線制御装置12に伝えられ、車線制御装置35は無線送信を打ち切る。
【０００６】
ＥＴＣレーンに進入した車両36がＥＴＣ車である場合には、車内のダッシュボード上などにＥＴＣ車載機が設置されている。このＥＴＣ車載機は、アンテナ31からの無線信号を受信すると、車種や車長などの情報と入口ゲート通過時にＥＴＣカードに書き込まれた入口ゲートのＩＤ情報などとを送信する。この情報はアンテナ31で受信され、車線制御装置35に送られる。
車線制御装置35は、第２車両検知器S2が車両を検知するまでの間に、車載機との路車間通信を通じて、通行料金の決済を正常に行うことができた場合は、路側表示器32に「通過」を表示し、発進制御機33の阻止棒を「開」にする。また、第３車両検知器S3がこの車両36を検知すると路側表示器32の表示内容を消し、第４車両検知器S4がこの車両の車尾を検知すると、発進制御機33の阻止棒を「閉」の状態に戻す。
【０００７】
一方、ＥＴＣレーンに進入した車両が非ＥＴＣ車である場合は、アンテナ31から無線信号を送信しても応答しない。車線制御装置35は、進入車両が第２車両検知器S2の位置に達し、アンテナ31からの無線通信を打ち切るまでの間に無線応答しなければ、進入車両を非ＥＴＣ車と識別する。進入車両が非ＥＴＣ車の場合、及び、ＥＴＣ車であっても第２車両検知器S2の位置への到達時点までに正常に課金ができなかった場合は、路側表示器32に「停止」を表示し、発進制御機33の阻止棒を「閉」のままとし、その車両を停止させて別の手段（手動によるＩＣカードや現金など）で料金徴収を行う。
【０００８】
このように、従来のＥＴＣシステムでは、第１車両検知器S1及び第２車両検知器S2の検知情報に基づいて、アンテナ31の無線通信のオン・オフを制御し、アンテナ31が無線通信を行っているときの通信領域に唯一の車両しか存在しない状況を作り出している。
もしも、無線通信実行中のアンテナ10の通信領域に対象車両だけで無く、後続車両の一部が入り込んだ場合には、車両から無線応答があったとしても、対象車両が無線応答したのか、後続車両に搭載されたＥＴＣ車載機が無線応答したのかが区別できないため、対象車両に対するＥＴＣ車／非ＥＴＣ車の判定が正確さを欠くことになる。
【０００９】
こうしたことから、従来のＥＴＣシステムでは、第１車両検知器S1及び第２車両検知器S2を用いて無線通信の開始・終了時期を制御するとともに、第１車両検知器S1と第２車両検知器S2との間だけが通信領域になるようにアンテナ10の指向特性を設定して、ＥＴＣ車／非ＥＴＣ車識別の正確性を担保している。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２３１６４５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特に都市部においては、料金所の車線スペースが狭く、第１車両検知器S1及び第２車両検知器S2の両方を設置する場所が確保できない場合や、第１車両検知器S1と第２車両検知器S2とを規定の寸法どおりに配置することができない場合などが発生している。
一方、ＥＴＣシステムを利用する車両には、ロングノーズ車も有れば小型車も有り、車両形状は多様化している。ＥＴＣシステムでは、どのような形状のＥＴＣ車に対しても、的確に自動料金収受処理を行うことが求められる。
【００１２】
また、従来のＥＴＣシステムでは、アンテナ31の指向性を高めて通信領域を限定しているにも関わらず、電波が反射して、決められた通信領域の外に位置する車載機とアンテナ31との交信が成立してしまうと言う問題が発生する。図１５は、路側アンテナ31から送信された電波が、通信エリアに位置する車両361の屋根に反射し、さらに料金所の屋根410に反射して、通信エリア外の後続車両362に到達する場合を示している。このとき、通信エリア内の先行車両361が非ＥＴＣ車であっても、後続車両362がＥＴＣ車であると、アンテナ31と後続車両362の車載機との間で交信が行われ、先行車両361をＥＴＣ車と誤認する。
【００１３】
また、図１６に示すように、アンテナ31から送信された電波は、アイランド34及び屋根410に反射して、併設レーンを走行する車両362に届く場合もある。
従来のＥＴＣシステムでは、通信領域に唯一の車両しか存在しない、との前提に立って課金処理を実行しているため、電波の反射によってその前提が崩れると、誤課金等が発生することになる。
【００１４】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、料金所の設置環境に関わらず、決められた通信領域に位置する車載機との路車間通信以外を排除することができるＥＴＣシステムを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、有料道路の料金所に設置された路側無線装置が、走行車両に搭載された車載機と路車間通信を実施して課金処理を実行するＥＴＣシステムにおいて、路車間通信を行う通信領域を指定通信領域として予め規定し、この指定通信領域の開始位置及び終了位置の少なくとも一方には車両検知器を設けず、車載機には、衛星情報を利用して現在位置を測定する測位機能を設け、この測位機能で測定された車載機の位置が指定通信領域の範囲内にある場合に、路車間通信を実施するように構成している。
本発明のＥＴＣシステムでは、車載機が指定通信領域内に位置することを確認して路車間通信が開始されるため、誤課金を防止することができる。また、指定通信領域の前後に設置する車両検知器の数を１または０にすることができ、車線スペースの確保が難しい料金所でも容易に導入することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態におけるＥＴＣシステムでは、車載機にＧＰＳ機能を搭載し、このＧＰＳ機能を用いて車載機の位置を特定する。そして、車載機がＥＴＣレーンの決められた通信領域に位置することを確認して、始めて路車間通信が開始される。
【００１７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、第１車両検知器S1及び第２車両検知器S2を設置しないＥＴＣシステムについて説明する。
このシステムのＥＴＣレーンは、図１の斜視図、及び図２の平面図に示すように、第１車両検知器S1及び第２車両検知器S2を有していない。その他の構成は従来のレーン（図１４）と変わりがない。
【００１８】
また、図２に示すように、路側アンテナ31が車載機と路車間通信を行うべき領域として、従来の第１車両検知器S1と第２車両検知器S2との間の区間（長さ４ｍ）に相当する領域（指定通信領域）312が設定されている。路側アンテナ31からは、この指定通信領域312をカバーするように電波が送信される。路側アンテナ31の電波の及ぶ範囲311は、指定通信領域312と一致する必要は無い。従って、路側アンテナ31に求められる指向特性は、従来に比べて広くてもよい。
【００１９】
車線制御装置35は、図３に示すように、指定通信領域312の位置情報（緯度、経度情報）を保持する路車間通信位置情報記憶部353を具備し、また、路側アンテナ31による路車間通信を制御する通信制御部351と、信号の変調や復調を行うＲＦ回路352とを備えている。なお、この明細書では、図３に示す構成を纏めて、「路側無線装置」と呼んでいる。
【００２０】
また、車載機は、図４に示すように、ＥＴＣカードが挿入されるＩＣカードインターフェース部41と、ＧＰＳ衛星からの受信情報を基に現在位置を検出するＧＰＳ回路46と、ユーザが操作するヒューマン・インタフェース（ＨＭＩ）部45と、車載アンテナ44を通じて行う路車間通信を制御する通信制御部42と、信号の変調や復調を行うＲＦ回路43と、車載機の動作を制御する車載機制御部40とを備えている。
【００２１】
なお、ＧＰＳ回路46による現在位置の検出では、ＧＰＳを用いるカーナビゲーションシステムや測位方法などで実用化されている次のような方式を利用することができる。
・単独測位方式：４個のＧＰＳ衛星から送られて来るコードを解析し、その時間差から衛星までの距離を求め、車載機の３次元の位置を特定する。
・Ｄ−ＧＰＳ方式（相対測位）：予め正確な位置が分かっている基準点でのＧＰＳ測位結果と基準点の本来の位置との誤差に基づいて、車載機のＧＰＳ測位結果を補正する。
・干渉測位方式：基準点及び車載機のそれぞれで、４個のＧＰＳ衛星から受信した電波の搬送波の数及び位相により衛星までの距離を求めて３次元の位置を特定し、基準点で求めた測位誤差に基づいて車載機のＧＰＳ測位結果を補正する。
【００２２】
これらの方式の中では、干渉測位方式が最も精度が高く（１０〜５０ｍｍ程度の誤差で位置測定が可能）、相対測位方式がそれに続く。この場合、基準点の位置と車載機との位置が近い程、誤差の発生状況が似てくるため、測定精度は向上する。また、マップマッチング技術を併用して測位精度を高めるようにしても良い。また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない場所では、ジャイロセンサや車輪速センサなどの検出データを位置の測定に利用しても良い。
【００２３】
次に、このシステムの動作について説明する。
図５は、車載機の通信処理手順を示し、また、図６は、車線制御装置35の通信処理手順を示している。
車線制御装置35は、路車間通信位置情報記憶部353で保持している指定通信領域312の位置情報を含むポーリング信号を路側アンテナ31から常時送信する（ステップ１１）。
【００２４】
一方、車両に搭載された車載機の車載機制御部40は、ＧＰＳ回路46で現在位置を常時求めている。そして、路側アンテナ31からポーリング信号を受信すると（ステップ１）、そこに含まれる指定通信領域312の位置情報と車載機の現在位置とを比較し、車載機の現在位置が指定通信領域内であるか否かを判定する（ステップ２）。判定の結果、現在位置が指定通信領域内であるときは、受信電波による情報を有効な通信情報と判断し、路車間通信を開始する（ステップ３）。また、現在位置が指定通信領域の外であるときは、受信電波による情報を無効な通信情報と判断し、ステップ１に戻る。
【００２５】
車線制御装置35は、車載機から応答があると（ステップ１２で「有り」の場合）、路車間通信を開始する（ステップ１３）。車載機からの応答が無い場合は（ステップ１２で「なし」の場合）、ステップ１１に戻りポーリングを続ける。
車線制御装置35は、この路車間通信で通行料の決済を正常に行うことができた場合は、路側表示器32の表示を「停止」から「通過」に切り換え、発進制御機33の阻止棒を「開」にする。そして、第３車両検知器S3が車両の車尾を検知すると、路側表示器32の表示を「通過」から「停止」に切り換え、第４車両検知器S4が通過車両の車尾を検知すると、発進制御機33の阻止棒を「閉」の状態に戻す。
【００２６】
一方、このＥＴＣレーンに非ＥＴＣ車が進入し、路側アンテナ31の呼び掛けに応答せずに進んだ場合は、路側表示器32の表示が「停止」のままとなり、発進制御機33の阻止棒は「閉」の状態に保たれる。そのため、この車両は停止して別の手段（手動によるＩＣカードや現金など）で料金の支払いが行われる。係員は、料金徴収後、手動で発進制御機33の阻止棒を開き、車両の通り抜けを可能にする。第４車両検知器S4が通過車両の車尾を検知すると、発進制御機33の阻止棒は「閉」の状態に自動で戻る。
【００２７】
このとき、車線制御装置35は、通行料の決済（自動料金収受処理）が完了しない状態で第３車両検知器S3が車両を検知した場合には、第４車両検知器S4による車両の検知が済むまで、路側表示器32の「通過」への表示切り換えや、発進制御機33の阻止棒を「開」にする制御を凍結する。これは、非ＥＴＣ車が「閉」状態の阻止棒の前で停止しているときに、後続ＥＴＣ車が指定通信領域に進入し、このＥＴＣ車への自動料金収受処理の完了によって、阻止棒が開いてしまうことを防ぐためである。
【００２８】
このように、このＥＴＣシステムでは、指定通信領域の位置情報と車載機の現在位置とを比較して指定通信領域内の車載機を確認し、この車載機に対して、路車間通信で課金処理を実行しているため、指定通信領域外の車載機への誤課金を防止することができる。また、第１車両検知器S1及び第２車両検知器S2の設置が省略できる。また、路側アンテナの指向特性に対する要求が緩和され、路側アンテナの製造が容易になる。
【００２９】
なお、車線制御装置35の路車間通信位置情報記憶部353で保持する指定通信領域の位置情報（緯度、経度情報）は、ＥＴＣシステムのセンター装置から各料金所に配信し、路車間通信位置情報記憶部353に格納するようにしても良い。
また、図７に示すように、車線制御装置35にＧＰＳ回路354を設けて、車線制御装置35がＧＰＳ機能を用いて指定通信領域の位置情報を得るようにしても良い。車線制御装置35は、相対測位方式や干渉測位方式により、指定通信領域の位置を正確に特定することができる。また、指定通信領域の正確な位置が予め分かっている場合には、車線制御装置35は、単独測位方式で測位した測位結果と指定通信領域の本来の位置との誤差情報を車載機に知らせて、基準点としての機能を果たすことができる。この場合、車線制御装置35の位置と車載機との位置は、極めて近いため、車載機は、相対測位方式や干渉測位方式により、非常に高い精度で現在位置を測定することが可能になる。
【００３０】
また、車線制御装置35が、単独測位方式で測位した指定通信領域の位置情報をそのまま車載機向けに送信する場合には、この位置情報に、車載機が単独測位方式で測位した現在位置の情報と同程度の誤差が含まれるため、車載機の現在位置と路車間通信領域との比較において誤差が相殺され、相対測位方式を用いた場合と同程度の高い精度で、車載機の現在位置が指定通信領域に含まれるか否かを判定することが可能になる。
【００３１】
また、ここではＥＴＣ車載機にＧＰＳ機能を設ける場合について説明したが、図８に示すように、ＥＰＣ車載機の車載機制御部40が、同一車両に搭載されている、ＧＰＳアンテナ48を持つカーナビゲーション装置47から位置情報を貰い受けて、車載機の現在位置が路車間通信領域に含まれるか否かを判定するようにしても良い。カーナビゲーション装置47は、ＧＰＳによる位置測定とマップマッチングとを併用して、高い精度で現在位置を求めることができる。また、カーナビゲーション装置47では、車両の走行履歴や走行方向の情報を記憶しており、車載機制御部40は、これらの情報を活用して、車両が料金所の入口に接近しつつあるか否かを識別し、判定精度を高めることができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、車載機の現在位置が指定通信領域内であるか否かを車線制御装置の側で判定するＥＴＣシステムについて説明する。
車線制御装置や車載機、ＥＴＣレーンの構成については、第１の実施形態（図３、図４、図１、図２）と変わりが無い。
【００３３】
図９は、このシステムでの車線制御装置35の通信処理手順を示し、また、図１０は、車載機の通信処理手順を示している。
車線制御装置35は、路側アンテナ31から、車載機の位置情報の送信を呼びかけるポーリングを常時行い（ステップ２１）、車載機からの応答を待つ（ステップ２２）。  一方、車両に搭載された車載機の車載機制御部40は、ＧＰＳ回路46で現在位置を常時求めており、路側アンテナ31から、位置情報の送信を呼びかけるポーリングを受信すると（ステップ３１）、ＧＰＳ回路46で求めた車載機の現在位置情報を送信する（ステップ３２）。
【００３４】
車線制御装置35は、車載機の現在位置情報を受信すると（ステップ２３）、路車間通信位置情報記憶部353で保持する指定通信領域の位置情報と車載機の現在位置とを比較し、車載機の現在位置が指定通信領域内であるか否かを判定する（ステップ２４）。判定の結果、現在位置が指定通信領域内であるときは、路車間通信を開始する（ステップ２５）。また、現在位置が指定通信領域の外であるときは、路車間通信の禁止を車載機に指示し、ステップ２１からの手順を繰り返す。
【００３５】
現在位置情報を送信した車載機は、車線制御装置35からの路車間通信開始の指示を待ち（ステップ３３）、路車間通信開始が指示されたときは、路車間通信を開始する（ステップ３４）。また、ステップ３３で路車間通信の禁止が指示されたときは、ステップ３１からの手順を繰り返す。
ＥＴＣレーンにおけるその余の動作は、第１の実施形態と同じである。
このように、このシステムでは、車載機の現在位置が指定通信領域内であるか否かの判定を車線制御装置35の側で行うので、第１の実施形態に比べて、車載機の負担が軽減される。
【００３６】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、指定通信領域の終了位置に第２車両検知器S2を設置したＥＴＣシステムについて説明する。
このシステムのレーンには、図１１に示すように、長さ４メートル（Ｌ＝４ｍ）の指定通信領域312の終了位置に第２車両検知器S2が設置されており、また、路側アンテナ31からは、指定通信領域312をカバーするように電波が送信されている。このＥＴＣレーンの第２車両検知器S2より先には、従来のレーン（図１４）と同様に、車線制御装置35、第３車両検知器S3、路側表示器32、発進制御機33、及び第４車両検知器S4が配置される。
【００３７】
車線制御装置35及び車載機の構成は、第１の実施形態（図３、図４）と同様である。車線制御装置35は、常時ポーリングを行い、車線制御装置35とＥＴＣ車に搭載された車載機とは、第１の実施形態と同様の手順（図５、図６）で路車間通信の開始を決める。路車間通信を開始した車線制御装置35は、車載機から車種や車長などの車両情報と入口ゲート情報などを受信し、通行料の課金処理を実行する。
【００３８】
車線制御装置35は、第２車両検知器S2が車両の車頭を検知した時点で路車間通信を打ち切り、ポーリング信号の送信に切り換える。この路車間通信打ち切り時点までに自動料金収受処理が完了していれば、この車両に対して、路側表示器32の表示を「通過」に切り換え、発進制御機33の阻止棒を「開」にする。また、第２車両検知器S2が車両の車頭を検知するまで、路車間通信が開始されなかったり、路車間通信は開始されたが通行料金の決済を正常に行うことができなかったりした場合は、この車両に対して、路側表示器32に「停止」を表示し、発進制御機33の阻止棒を「閉」の状態にする。このとき、車線制御装置35は、従来のシステムと同様に、第２車両検知器S2を通過した車両のレーン上の位置を第３車両検知器S3及び第４車両検知器S4の検知結果に基づいて管理し、路側表示器32の表示や発進制御機33の阻止棒の状態を各車両の現在位置に応じて制御する。
【００３９】
このＥＴＣシステムでは、第１の実施形態と同様に、車載機が指定通信領域内に位置することを確認して路車間通信を開始するため、誤課金を防止することができる。また、第１車両検知器S1の設置が省略できる。
また、このシステムでは、第２車両検知器S2を配置しているため、自動料金収受処理の成否を、車両が第２車両検知器S2を通過した時点で判定することが可能になり、その車両に対する路側表示器32の表示や発進制御機33の阻止棒の状態制御等についての管理が容易になる。
【００４０】
なお、ここでは、路車間通信の開始に際し、車載機が指定通信領域に位置しているか否かの判定を、第１の実施形態と同様に、車載機の側で行う場合について説明したが、第２の実施形態と同様（図９、図１０）に、これを車線制御装置の側で行うようにしても良い。
【００４１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態では、指定通信領域の終了位置に第２車両検知器S2を設置し、第２車両検知器S2が車両を検知した時点で路車間通信が完了していないときに自動料金収受処理の成否判定時期を所定時間延長するＥＴＣシステムについて説明する。このＥＴＣシステムの構成自体は、第３の実施形態（図３、図４、図１１）と変わりがない。
【００４２】
ＥＴＣ車がロングノーズ車両であると、図１２に示すように、車両の先端からＥＴＣ車載機400の設置位置までの距離Ｌ1は２ｍに及ぶ場合がある。こうした車両が第３の実施形態のＥＴＣレーンを通過する場合には、ＥＴＣ車載機400が実際に指定通信領域312を走行する距離Ｌp（=L−Ｌ1）は極めて短くなり、そのため、車両の車頭が第２車両検知器S2で検知された時点では、路車間通信が終了していない状態がしばしば発生する。このシステムでは、そうしたときに車両の車頭から車載機までの距離Ｌ1に応じて、自動料金収受処理の成否についての判定時期を延期する。そのため、このシステムでは、車載機に車両情報として、車両の全長（車長）と車頭から車載機までの距離Ｌ1とをあらかじめ設定し、路車間通信の初期段階でこの車両情報を車線制御装置35に伝えることとする。
【００４３】
このシステムでは、第１の実施形態（図５、図６）または第２の実施形態（図９、図１０）で示す手順で路車間通信を開始する。車線制御装置35は、この路車間通信の初期段階で車載機から車両情報を取得する。
車線制御装置35は、第２車両検知器S2が車両の車頭を検知した時点で路車間通信が終了していない場合には、通常速度で距離Ｌ1を走行するために必要な時間を延長時間（Ｔ2）として算出する。Ｔ2は次式（１）で算出される。
Ｔ2  ＝  Ｌ1／ｖ0                                        （１）
ここで、ｖ0は、この料金所のＥＴＣレーンを走行する車両の標準走行速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）であり、あらかじめ設定する。
【００４４】
車線制御装置35は、第２車両検知器S2が車両の車頭を検知した時点から計時を開始して、延長時間Ｔ2が終了するまで判定時期を遅らせる。延長時間Ｔ2の終了までの間に路車間通信が正常終了した場合は、自動料金収受処理が完了したことになる。また、延長時間Ｔ2が終了しても路車間通信が終了しない場合には、この車両を異常ＥＴＣ車と判定し、この車両に対する自動料金収受処理を停止する。
【００４５】
また、指定通信領域312に進入した車両が非ＥＴＣ車である場合は、車両からの応答が無い。車線制御装置35は、第２車両検知器S2が車両の車頭を検知する時点までに車両からの応答がない場合は、この車両を非ＥＴＣ車と判定し、この車両に対して自動料金収受の処理を行わない。
このように、このＥＴＣシステムでは、車載機が指定通信領域内に位置することを確認して路車間通信を開始するため、誤課金を防止することができる。また、一つの車両検知器を用いて、ＥＴＣレーンに進入した車両に対する自動料金収受の成否を判定することができ、車両の形状がどのような場合でも、適正な判定が可能である。
【００４６】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、指定通信領域の開始位置に第１車両検知器S1を設置したＥＴＣシステムについて説明する。
このシステムのレーンには、図１３に示すように、第２車両検知器S2に代えて、指定通信領域312の開始位置に第１車両検知器S1が設置されている。その他の構成は第３の実施形態（図１１）と変わりが無い。
車線制御装置35及び車載機の構成は、第１の実施形態（図３、図４）と同様である。車線制御装置35は、第１車両検知器S1が車両を検知すると、路車間通信位置情報記憶部353で保持している指定通信領域312の位置情報を含むポーリング信号を路側アンテナ31から送信する。
【００４７】
一方、車両に搭載された車載機の車載機制御部40は、路側アンテナ31からポーリング信号を受信すると、そこに含まれる指定通信領域312の位置情報と車載機の現在位置とを比較し、車載機の現在位置が指定通信領域内であるか否かを判定する。判定の結果、現在位置が指定通信領域内であるときは、受信電波による情報を有効な通信情報と判断し、路車間通信を開始する。また、現在位置が指定通信領域の外であるときは、受信電波による情報を無効な通信情報と判断し、路車間通信は行わない。
【００４８】
路車間通信を開始した車線制御装置35は、車載機から車両情報や入口ゲート情報などを受信し、通行料の課金処理を実行する。
車線制御装置35は、第１車両検知器S1が車両の車尾を検知した時点、あるいは、第１車両検知器S1が車両の車頭を検知してから一定時間Tkが経過した時点、で路車間通信を打ち切り、それまでに自動料金収受処理が完了していれば、この車両に対して、路側表示器32の表示を「通過」に切り換え、発進制御機33の阻止棒を「開」にする。一定時間Tkは、例えば、次式（2）によって算出する。
Ｔk＝  Ｌ／ｖ0                                        （２）
ここで、Ｌは指定通信領域の距離（４m）であり、ｖ0は、予め設定した、この料金所のＥＴＣレーンを走行する車両の標準走行速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）である。
【００４９】
また、この路車間通信打ち切り時点までに、路車間通信が開始されなかったり、路車間通信は開始されたが通行料金の決済を正常に行うことができなかったりした場合は、この車両に対して、路側表示器32に「停止」を表示し、発進制御機33の阻止棒を「閉」の状態にする。このとき、車線制御装置35は、この車両のレーン上の位置を第３車両検知器S3及び第４車両検知器S4の検知結果に基づいて管理し、路側表示器32の表示や発進制御機33の阻止棒の状態を各車両の現在位置に応じて制御する。
【００５０】
このＥＴＣシステムでは、第１の実施形態と同様に、車載機が指定通信領域内に位置することを確認して路車間通信を開始するため、誤課金を防止することができる。また、第２車両検知器S2の設置が省略できる。また、路側アンテナ31からの電波の送信は、第１車両検知器S1での車両の検知を待って行えば良いため、電力消費が低減できる。
【００５１】
また、このシステムでは、第１車両検知器S1での車両検知を基準にして自動料金収受の成否判定時期を設定することができるため、車両に対する路側表示器32の表示や発進制御機33の阻止棒の状態制御等についての管理が容易になる。
なお、ここでは、路車間通信の開始に際し、車載機が指定通信領域に位置しているか否かの判定を、第１の実施形態と同様に、車載機の側で行う場合について説明したが、第２の実施形態と同様（図９、図１０）に、これを車線制御装置の側で行うようにしても良い。
【００５２】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態では、指定通信領域の開始位置に第１車両検知器S1を設置した第５の実施形態のシステムにおいて、路車間通信の打ち切り時点で路車間通信が完了していないときに自動料金収受処理の成否判定時期を延長する場合について説明する。このＥＴＣシステムの構成自体は、第５の実施形態（図３、図４、図１３）と変わりがない。
【００５３】
このシステムでは、第４の実施形態と同様に、車載機に車両情報として、車両の全長（車長）と車頭から車載機までの距離Ｌ1とをあらかじめ設定する。また、第５の実施形態で示す手順で路車間通信を開始し、車線制御装置35は、この路車間通信の初期段階で車載機から車両情報を取得する。
車線制御装置35は、路車間通信の打ち切り時点として決めている第１車両検知器S1が車両の車尾を検知した時点、あるいは、第１車両検知器S1が車両の車頭を検知してから一定時間Tkが経過した時点で、路車間通信が未だ終了していない場合には、前記式（１）により算出した延長時間（Ｔ2）が終了するまで判定時期を遅らせる。延長時間Ｔ2の終了までの間に路車間通信が正常終了した場合は、自動料金収受処理が完了したことになる。また、延長時間Ｔ2が終了しても路車間通信が終了しない場合には、この車両を異常ＥＴＣ車と判定し、この車両に対する自動料金収受処理を停止する。
【００５４】
また、第１車両検知器S1で検知された車両が非ＥＴＣ車である場合は、車両からの応答が無い。車線制御装置35は、路車間通信の打ち切り時点として決めている第１車両検知器S1が車両の車尾を検知した時点、あるいは、第１車両検知器S1が車両の車頭を検知してから一定時間Tkが経過した時点までに車両からの応答がない場合は、この車両を非ＥＴＣ車と判定し、この車両に対して自動料金収受の処理を行わない。
【００５５】
このように、このＥＴＣシステムでは、車載機が指定通信領域内に位置することを確認して路車間通信を開始するため、誤課金を防止することができる。また、第１車両検知器のみを用いてＥＴＣレーンに進入した車両に対する自動料金収受の成否時期を設定することができ、車両の形状がどのような場合でも、適正な判定が可能である。
【００５６】
なお、ここでは第１車両検知器S1が車両の車頭を検知した時点で、路側アンテナ31からの無線送信を開始しているが、第４の実施形態と同様に、路側アンテナ31から常時無線送信を行うようにしても良い。
また、第４及び第６の実施形態では、ＥＴＣ車の車頭から車載機までの距離Ｌ1に応じた延長時間（Ｔ2）を設定しているが、Ｌ1を閾値と比較し、Ｌ1が閾値より小さい場合にのみ、延長時間Ｔ2を設定するようにしても良い。
また、本発明の各実施形態では、指定通信領域の前後に設置する車両検知器の数を１または０にする場合について示しているが、指定通信領域の前後に二つの車両検知器を設置した料金所においても、その車両検知器の一または二つが故障して使えないときに、本発明を適用することが可能である。
【００５７】
なお、この明細書で記述した指定通信領域を示す数値などは、本発明の原理を分かりやすく説明するために例として記述したものであり、数値や構成が異なっても同様の原理に基づくものは当然全て本発明の範囲に含まれるものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の自動料金収受システムでは、車載機が指定通信領域内に位置することを確認して路車間通信を開始するため、誤課金を防止することができる。また、指定通信領域の前後に設置する車両検知器の数を１または０にすることができ、車線スペースの確保が難しい料金所でも容易に導入することができる。また、既存の料金所のＥＴＣレーンに設置されている車両検知器の一部に故障が発生した場合でも、故障していない車両検知器を使用して自動料金収受を続けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＥＴＣレーンを示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＥＴＣレーンを示す平面図
【図３】本発明の第１の実施形態における車線制御装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態における車載機の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第１の実施形態における車載機の通信手順を示すフロー図
【図６】本発明の第１の実施形態における車線制御装置側の通信手順を示すフロー図
【図７】本発明の第１の実施形態における車線制御装置の他の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第１の実施形態における車載機の他の構成を示すブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態における車線制御装置側の通信手順を示すフロー図
【図１０】本発明の第２の実施形態における車載機の通信手順を示すフロー図
【図１１】本発明の第３の実施形態におけるＥＴＣシステムを示す側面図
【図１２】本発明の第４の実施形態におけるＥＴＣシステムを示す側面図
【図１３】本発明の第５の実施形態におけるＥＴＣシステムを示す側面図
【図１４】従来方式による料金所ゲートを示す斜視図
【図１５】従来方式による電波反射の同一車線への影響を示す図
【図１６】従来方式による電波反射の隣接車線への影響を示す図
【符号の説明】
S1  第１車両検知器
S2  第２車両検知器
S3  第３車両検知器
S4  第４車両検知器
31  路側アンテナ
32  路側表示器
33  発進制御機
34  アイランド
35  車線制御装置
36  車両
40  車載機制御部
41  ＩＣカードインターフェース部
42  通信制御部
43  ＲＦ回路
44  車載アンテナ
45  ＨＭＩ部
46  ＧＰＳ回路
47  カーナビゲーション装置
48  ＧＰＳアンテナ
311  通信エリア
312  指定通信領域
351  通信制御部
352  ＲＦ回路
353  路車間通信位置情報記憶部
354  ＧＰＳ回路
361  非ＥＴＣ車
362  ＥＴＣ車
400  車載機
410  屋根
【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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