(57)【要約】【課題】路側器と車両に搭載された車載器との無線通信における前後車両干渉を防止して、無線通信処理を正しく行うことの出来る無線通信システム及び車載器を提供する。【解決手段】車載器１１０と路側器１３０からなり、車載器１１０は路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を行うＤＳＲＣ通信部A１１２と、路側器１３０から送信された赤外線を検知する光受信部１１６と、入庫時刻などを記憶する記憶部１１５と、光アンテナA１１７が路側器１３０の光アンテナＢ１３５からの赤外線を受信した時から路側器１３０との無線通信を開始するように制御する制御部A１１１と、を備え、路側器１３０は、車載器１１０とＤＳＲＣ信号の送受信を行うＤＳＲＣアンテナＢ１３３と、赤外線を発信する光アンテナＢ１３５と、制御部Ｂ１３１と、ＤＳＲＣ通信部Ｂ１３２と、光送信部１３４とを備え、電波の反射・回折等による混信の影響を防止して無線通信を行えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信部と、ビーム送信部とを路側器に備え、
第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、ビーム受信部と、制御部とを車載器に備え、
前記制御部は前記ビーム受信部が前記ビーム送信部から送信されたビームを受信したことを条件として前記第２の無線通信部が前記第1の無線通信部との無線通信を開始するように前記第2の無線通信部を制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記ビームが、予め定められた特定の変調ビームであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
第１の無線通信部と、音波送信部とを路側器に備え、
第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、音波受信部と、制御部とを車載器に備え、
前記制御部は前記音波受信部が前記音波送信部から送信された音波を受信したことを条件として前記第２の無線通信部が前記第1の無線通信部との無線通信を開始するように制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記音波が、予め定められた特定の変調音波であることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
無線通信部と、ビーム受信部と、制御部とを備え、
前記制御部は前記ビーム受信部がビームを受信したことを条件として前記無線通信部が無線通信を開始するように制御することを特徴とする車載器。
【請求項６】
無線通信部と、音波受信部と、制御部を備え、
前記音波受信部が音波を受信したことを条件として前記無線通信部が無線通信を開始するように制御することを特徴とする車載器。
【請求項７】
前記ビームが、予め定められた特定の変調ビームであることを特徴とする請求項5に記載の車載器。
【請求項８】
前記音波が、予め定められた特定の変調音波であることを特徴とする請求項6に記載の車載器。
【請求項９】
前記無線通信がＤＳＲＣ通信であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の無線通信システムまたは車載器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電波の反射・回折等による混信の影響を防止して無線通信を行えるようにした無線通信システム及び車載器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システム及び車載器は、図5に示す電子車両課金システムのように発光部６１０、受光部６２０、アンテナ６３０、通信制御部６４０、車載器６５０、車軸検出手段６６０で構成されており、路側器６００と車載器６５０との間で無線通信により自動料金収受を行っており、近接している車両がある場合の混信を防止する手段として、無線通信の開始時期を受光部６２０が車両６７０を検出したときとし、終了時期を車軸検出手段６６０が車両６７０の後ろの車軸を検出したときとすることにより無線通信時間を限定する構成となっている。車両６７０の検出は、光ビームを発する発光部６１０が道路の一方の路側帯に設けられ、発光部６１０から発せられた光ビームを受光する受光部６２０が道路の他方の路側帯に設けられ、発光部６１０と受光部６２０の間に車両６７０が進入して光ビームを遮ることによって行われ、通信制御部６４０が無線通信の開始・終了を制御している。また自動料金収受の課金処理は、通信制御部６４０がアンテナ６３０を介して車載器６５０と信号の送受信を行なうことにより行われている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平８−２２１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこのような従来の無線通信システムにおいては、近接している車両がある場合に電波の反射・回折の影響を十分に防止することができないという問題があった。その原因を図6（a）〜(c)を参照して説明する。図6(a)において車両６７０aの先端が検出された時、図6 (c)は車両670aの後ろの車軸が検出された時、図6 (ｂ)は図6 (a)と図6 (ｃ)の間の状態を表している。アンテナ630からの電波の発信は通信制御部640によって制御されており、電波発信の開始は図6(a)に示すように車両６７０aの先端が検出された時であり、電波発信の終了は図６に示すように車両６７０aの後ろの車軸が検出された時である。従って車両６７０aの先端が検出された時から後ろの車軸が検出される時までが無線通信可能な状態となる（図６(b)）。アンテナ630が電波を発信している時における通信可能領域をKとする。
【０００４】
ここで車両６７０aに近接している車両６７０bが存在する場合を考える。車両６７０aは図6（a）の状態から通信可能領域Kに入りアンテナ６３０との通信を開始する。ところが車両６７０aがアンテナ６３０との通信を終了する前に図6 (b)のように近接している車両６７０bが無線通信可能領域Kに入ってしまうと、無線通信可能領域Kに車両６７０a、車両６７０bの２台の車両が存在することになり、その結果混信を生じて処理順序が入れ替わるなどの問題が生じる。すなわち、従来のこの種の無線通信システムでは、無線通信の電波を発信する期間を区切っても、電波を発信している間は無線通信可能領域Kに存在する全ての車両との無線通信が可能となってしまうために完全には混信を防止することができなかった。
本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたもので、通信相手を限定することにより、無線通信可能領域Kに複数の車両が存在しても確実に混信を防止することのできる無線通信システム及び車載器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】
【０００５】
本発明の無線通信システムは、第１の無線通信部と、ビーム送信部とを路側器に備え、前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、ビーム受信部と、制御部とを車載器に備え、前記制御部は前記ビーム受信部が前記ビーム送信部から送信されたビームを受信したことを条件として前記第２の無線通信部が前記第1の無線通信部との無線通信を開始するように前記第2の無線通信部を制御することを特徴とした構成を有している。
この構成により、車載器は第1の無線通信部から発せられた電波を受信していることに加えてビームを受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができる。
また、本発明の無線通信システムは、第１の無線通信部と、ビーム送信部とを路側器に備え、前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、ビーム受信部と、制御部とを車載器に備え、前記制御部は前記ビーム受信部が前記ビーム送信部から送信されたビームを受信したことを条件として前記第２の無線通信部が前記第1の無線通信部との無線通信を開始するように前記第2の無線通信部を制御し、前記ビームが、予め定められた特定の変調ビームであることを特徴とした構成を有している。この構成により、車載器は第1の無線通信部から発せられた電波を受信していることに加えてビームを受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができ、また変調ビームと他のシステムや自然光からのビームを区別できることにより、他のシステムや自然光からのビームとの混信による誤動作を防止することができる。
また、本発明の無線通信システムは、第１の無線通信部と、音波送信部とを路側器に備え、前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、音波受信部と、制御部とを車載器に備え、前記制御部は前記音波受信部が前記音波送信部から送信された音波を受信したときに前記第２の無線通信部が前記第1の無線通信部との無線通信を開始するように前記第2の無線通信部を制御することを特徴とした構成を有している。この構成により、車載器は第1の無線通信部から発せられた電波を受信していることに加えて音波を受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができる。
また、本発明の無線通信システムは、第１の無線通信部と、音波送信部と路側器に備え、前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、音波受信部と、制御部とを車載器に備え、前記制御部は前記音波受信部が前記音波送信部から送信された音波を受信したときに前記第２の無線通信部が前記第1の無線通信部との無線通信を開始するように前記第2の無線通信部を制御し、前記音波が予め定められた特定の変調音波であることを特徴とした構成を有している。この構成により車載器は第1の無線通信部から発せられた電波を受信していることに加えて音波を受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができ、また変調音波と他のシステムからの音波を区別できることにより、混信による誤動作を防止できる。
また、本発明の車載器は、無線通信部と、ビーム受信部と、制御部とを備え、
前記制御部は前記ビーム受信部がビームを受信したことを条件として前記無線通信部が無線通信を開始するように制御することを特徴とした構成を有している。この構成により車載器は電波を受信していることに加えてビームを受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができる。
また、本発明の車載器は、無線通信部と、音波受信部と、制御部とを備え、
前記音波受信部が音波を受信したことを条件として前記無線通信部が無線通信を開始するように制御することを特徴とした構成を有している。この構成により車載器は電波を受信していることに加えて音波を受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができる。
また、本発明の車載器は、無線通信部と、ビーム受信部と、制御部とを備え、
前記制御部は前記ビーム受信部がビームを受信したことを条件として前記無線通信部が無線通信を開始するように制御し、前記ビームが、予め定められた特定の変調ビームであることを特徴とした構成を有している。この構成により、車載器は電波を受信していることに加えてビームを受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができ、また変調ビームと他のシステムや自然光からのビームを区別できることにより、他のシステムや自然光からのビームとの混信による誤動作を防止することができる。
また本発明の車載器は、無線通信部と、音波受信部と、制御部とを備え、前記音波受信部が音波を受信したことを条件として前記無線通信部が無線通信を開始するように制御し、前記音波が、予め定められた特定の変調音波であることを特徴とした構成を有している。この構成により車載器は電波を受信していることに加えて音波を受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができ、また変調音波と他のシステムからの音波を区別できることにより、混信による誤動作を防止できる。
また本発明の無線通信システム及び車載器は、前記無線通信がＤＳＲＣ通信であることを特徴とした構成を有している。この構成により、車載器は電波を受信していることに加えてビームを受信して初めて路側器と通信可能な状態とすることができる。また変調ビームと他のシステムや自然光からのビームを区別できることにより、他のシステムや自然光からのビームとの混信による誤動作を防止することができる。また、この構成により、車載器は第1の無線通信部から発せられた電波を受信していることに加えて音波を受信して初めて通信可能な状態とすることができる。また変調音波と他のシステムからの音波を区別できることにより、混信による誤動作を防止できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は車載器側にビーム受信部と、ビーム受信部でのビーム受信時から無線通信を開始するように制御する制御部とを設けることにより、ビーム受信部がビームを受信した車載器のみに通信相手を限定して無線通信の混信を確実に防止できるという効果を有する無線通信システム及び車載器を提供することができるものである。
【０００７】
すなわちビームを受信していない車載器はたとえ交信領域内にいても通信可能な状態とならないため、交信領域内に近接した車両が複数台あっても混信を確実に防止できるという効果を有する無線通信システム及び車載器を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の無線通信システムの第1の実施の形態であるDSRC（狭域通信：Dedicated Short Range Communication）による駐車場料金課金システムについて、図面を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態の駐車場料金課金システムの構成を示すブロック図を図１に示す。
図１において、駐車場料金課金システムは車載器１１０と路側器１３０からなり、車載器１１０は例えば車のダッシュボード等に設置されており、例えば料金所の出口ゲート１３６の脇等に設置された路側器１３０のＤＳＲＣアンテナB１３３と送受信を行うＤＳＲＣアンテナA１１３と、路側器１３０の光アンテナＢ１３５からの赤外線を受信する光アンテナA１１７と、光アンテナA１１７が路側器１３０の光アンテナＢ１３５からの赤外線を受信した時から路側器１３０との無線通信を開始するように制御する制御部A１１１と、カードI/F１１４を装着するI/F１１４と、料金収受を行うための情報を有するICカード１１８と、路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を行うＤＳＲＣ通信部A１１２と路側器１３０から送信された赤外線を検知する光受信部１１６と、入庫時刻などを記憶する記憶部１１５とを有し、路側器１３０は、車載器１１０とＤＳＲＣ信号の送受信を行うＤＳＲＣアンテナＢ１３３と、赤外線を発信する光アンテナＢ１３５と、制御部Ｂ１３１と、ＤＳＲＣ通信部Ｂ１３２と、光送信部１３４とを有する構成である。
以下、本発明の構成をより詳細に説明する。
車載器１１０には着脱可能なICカード１１８が装着されておりICカード１１８は電気的に記録・読み出しができるICチップを搭載したクレジットカード、プリペイドカード等である。ICカード１１８はカードI/F１１４に装着されており、カードI/F１１４はICカード１１８のICチップと電気的に接触するコネクタを有するカードホルダーであり、カードI/F１１４が接続されている制御部A１１１からのデータの読み書きの信号をICカード１１８に伝達する。制御部A１１１はICカード１１８からクレジットナンバー、プリペイド残高等の必要な情報を読み出す場合にカードI/F１１４を介してリード信号をICカード１１８に送信してデータを読みとる。また, 制御部A１１１はICカード１１８に利用料金・残高・使用日時等の必要な情報を書き込む場合にカードI/F１１４を介してライト信号およびデータをICカード１１８に送信する。
制御部A１１１には、記憶部１１５と、ＤＳＲＣ通信部A１１２と、光受信部１１６が接続されている。ＤＳＲＣ通信部A１１２は制御部A１１１から送られたICカード１１８のIDなどのデジタルデータをアナログデータに変換してＤＳＲＣアンテナA１１３を介してDSRCアンテナB133に送信し、路側器130のDSRCアンテナB133から送信されＤＳＲＣアンテナA１１３で受信したアナログデータをデジタルデータに変換する。光受信部１１６は光アンテナA１１７が受信した赤外線を検知して制御部A１１１に通知する。
ＤＳＲＣ通信部A１１２にはＤＳＲＣアンテナA１１３が接続されており、ＤＳＲＣアンテナA１１３は路側器１３０のＤＳＲＣアンテナＢ１３３と無線通信の送受信を行う。光受信部１１６には光アンテナA１１７が接続されており、路側器１３０の光送信部１３４から送信された赤外線を受信する。
路側器１３０は制御部Ｂ１３１を有し、制御部Ｂ１３１には料金所の出口ゲート１３６と、ＤＳＲＣ通信部Ｂ１３２と、光送信部１３４が接続されている。ＤＳＲＣ通信部Ｂ１３２は制御部Ｂ１３１から受信したデジタルデータをアナログデータに変換してＤＳＲＣ通信部Ｂ１３２に接続されたＤＳＲＣアンテナＢ１３３に送信し、ＤＳＲＣアンテナＢ１３３から受信したアナログデータをデジタルデータに変換する。ＤＳＲＣ通信部Ｂ１３２に接続されたＤＳＲＣアンテナＢ１３３は車載器１３０のＤＳＲＣアンテナA１１３との無線通信の送受信を行う。
光送信部１３４は制御部Ｂ１３１の命令に基づいて光送信部１３４に接続された光アンテナＢ１３５を介して赤外線を車載器１１０に送信する。
以上のように構成された無線通信システムについて、図２、図３、図４を用いて、駐車場の出口ゲート１３６における料金収受処理の動作を説明する。図２は本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの配置例を示す概略図、図３は本発明の第１の実施の形態における車載器の動作を説明するフローチャート、図４は本発明の第１の実施の形態における路側器の動作を説明するフローチャートである。以下、図2、図3、図4を参照して説明する。
まず車両２００aが駐車場に入って来ると入り口付近で車載器１１０と路側器１３０とがＤＳＲＣ通信を行い、後で駐車時間を算出するために車載器１１０の記憶部１１５に入庫時刻、ICカード１１８として使用する例えばクレジットカードのICナンバー等を記録する。図２は、車両２００a、２００ｂが退場しようと出口ゲート１３６に近づいてきた様子を示している。路側器１３０からのDSRC発信は常に発信していてもよいし、車両検出器を設けて車両の接近を検出してからＤＳＲＣを送信するようにしてもよく、図４のフローチャートでは車両が検出されてからＤＳＲＣの送信を開始（図４．S１）する場合を示している。
車両２００a、２００ｂは近接しており２台共、ＤＳＲＣ通信可能領域Kに入っている。車両２００aはＤＳＲＣ通信可能領域Kに入っており且つ車載器１１０aが赤外線を受信しているため、路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を開始する（図３・Ｓ３３）。このとき車両２００ｂの車載器１１０ｂは路側器１３０から赤外線を受信していないため、ＤＳＲＣ通信可能領域Kに入っていても路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を開始しない。赤外線は指向性が高いため数センチの狭い範囲に赤外線照射位置を限定することができ、その結果、２台の車両が近接していても赤外線を受光して無線通信を開始できる車両を車両２００aの１台のみに限定できる。このように複数の車両２００a、２００ｂが近接していて同時にＤＳＲＣ通信可能領域Kに入っていても、赤外線を受信した車両２００aのみが路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を行うため確実に路側器１３０とＤＳＲＣ通信する車両を限定でき、混信の影響を防止できる。路側器１３０と車載器１１０aはＤＳＲＣ通信を行い以下に説明する課金処理を行う（図３・Ｓ３４及び図４・Ｓ４）。
具体的な課金処理は以下の通りである。
【０００９】
路側機１３０は車載器１１０の認証（識別）と入庫時間を特定する為、車載器１１０に対してＩＣカード１１８のＩＤナンバーであるクレジットナンバーを要求する。
路側機１３０は、取得したクレジットナンバーと、予め入り口ゲートでＤＳＲＣ通信で取得し記憶部１１５に記憶してあるクレジットナンバーを参照し、また記憶部１１５に記憶してある入庫時刻をもとに当該車両が駐車場に居た時間から駐車料金を算出する。
次に、路側機１３０は先に読み込んだクレジットナンバーにより、課金決済を行う（図３・Ｓ３４、図４・Ｓ４）。但し、クレジットカードの有効性（不正）を検証する為に、一般的にはクレジットカードの有効期限をチェックしたり、予め、クレジット会社より不正カードのリスト（いわゆるブラックリスト）などを予め入手しておき、取得したクレジットナンバーを照会する。
課金処理が終了するまでは課金処理を継続し（図３・Ｓ３７及び図４・Ｓ１１）、課金処理が終了すると（図３・Ｓ３５・Ｙ及び図４・Ｓ５Ｙ）、路側器１３０は車載器１１０へ課金処理終了通知をして（図４・Ｓ６）、出口ゲート１３６をオープンし（図４・Ｓ７）、車載器１１０と路側器１３０のＤＳＲＣ通信を終了する（図３・Ｓ３６、図４・Ｓ８）。課金処理が終了したことを運転手に知らせるために音声・画像などによりゲート通過許可通知をしてもよい。
ＤＳＲＣ通信を終了した後、路側器１３０はＤＳＲＣ送信を終了して（図４・Ｓ９）、出口ゲート１３６をクローズする（図４・Ｓ９）。
このような本発明の第１の実施の形態によれば、車載器１１０に制御部A１１１を設け、制御部A１１１は路側器１３０から赤外線を受信したときに路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を開始するように制御することにより車載器１１０がＤＳＲＣ通信可能領域Kにいるときでも赤外線を受信するまではＤＳＲＣ通信を行わず、赤外線を受信して初めてＤＳＲＣ通信を開始するようにすることができる。図２のようにＤＳＲＣ通信可能領域Kに複数台の車両２００a、２００ｂが存在する場合は車載器１１０aを車両２００aに、車載器１１０bを車両２００bに設置することにより、赤外線を受信した車両２００aのみが路側器１３０とのＤＳＲＣ通信を行うことができ、電波の反射・回折による混信の影響を防止することができる。従って混信することによる列の前後の車両のＤＳＲＣ通信の処理順序の入れ替わりを防止することができる。
なお、以上の説明では、ビームを赤外線で構成した例について説明したが、その他のビーム、音波、超音波についても同様に実施可能である。
また、路側器１３０から発信する赤外線に特定の変調をし、車載器１１０が特定の変調された赤外線を受信した時にＤＳＲＣ通信を開始するようにすると、他のシステムや自然光からの干渉等による誤動作を防止できる。
さらに赤外線と同様に音波、超音波を特定の変調することにより外部音波、外部超音波による誤動作を防止できる。
また、以上の説明では、無線通信をＤＳＲＣで構成した例について説明したが、その他の無線通信でも同様に実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
以上のように、本発明にかかる無線通信システム及び車載器は、ビーム受信部と、ビーム受信部でのビーム受信時から無線通信を開始するように制御する制御部とを設けることにより、ビーム受信部がビームを受信した車載器のみに通信相手を限定して無線通信の混信を確実に防止できるという効果を有し、電波の反射・回折等による混信の影響を防止して無線通信を行えるようにした無線通信システム及び車載器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの配置例を示す概略図
【図３】本発明の第１の実施の形態における車載器の動作を説明するフローチャート
【図４】本発明の第１の実施の形態における路側器の動作を説明するフローチャート
【図５】従来の技術を説明する無線通信システムの概略図
【図６】（ａ）〜（ｃ）従来の技術の動作を説明する概略図
【符号の説明】
【００１２】
１１０    車載器
１１１    制御部A 
１１２    ＤＳＲＣ通信部A
１１３    ＤＳＲＣアンテナA
１１４    カードI/F
１１５    記憶部
１１６    光受信部
１１７    光アンテナA
１１８    ＩＣカード
１３０    路側器
１３１    制御部Ｂ
１３２    ＤＳＲＣ通信部Ｂ
１３３    ＤＳＲＣアンテナＢ
１３４    光送信部
１３５    光アンテナＢ
１３６    出口ゲート
２００    車両
６００    路側器
６１０    発光部
６２０    受光部
６３０    アンテナ
６４０    通信制御部
６５０    車載器
６６０    車軸検出手段
６７０    車両
Ｋ    通信可能領域
Ｍ    赤外線
【図１】
2005175756.tif 000003
【図２】
2005175756.tif 000004
【図３】
2005175756.tif 000005
【図４】
2005175756.tif 000006
【図５】
2005175756.tif 000007
【図６】
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