(57)【要約】【課題】エラー発生時の料金収受処理効率の改善に貢献することができる通信システムを提供することである。【解決手段】実施形態の通信システムは、第１の通信手段と、第２の通信手段と、通信エラー検出手段と、車両検出手段と、制御手段とを備える。前記第１の通信手段は、第１の通信エリアに進入した車両の通信器と通信する。前記第２の通信手段は、第２の通信エリアに進入した前記車両の前記通信器と通信する。前記通信エラー検出手段は、前記第１の通信手段による前記通信器との通信エラーを検出する。前記車両検出手段は、前記第１の通信エリアから前記第２の通信エリアへ向かう前記車両を検出する。前記制御手段は、前記通信エラー検出手段による前記通信エラーの検出及び前記車両検出手段による前記車両の検出に基づき、前記第２の通信手段による通信を開始する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信エリアに進入した車両の通信器と通信する第１の通信手段と、
第２の通信エリアに進入した前記車両の前記通信器と通信する第２の通信手段と、
前記第１の通信手段による前記通信器との通信エラーを検出する通信エラー検出手段と、
前記第１の通信エリアから前記第２の通信エリアへ向かう前記車両を検出する車両検出手段と、
前記通信エラー検出手段による前記通信エラーの検出及び前記車両検出手段による前記車両の検出に基づき、前記第２の通信手段による通信を開始する制御手段と、
を備えた通信システム。
【請求項２】
前記車両検出手段は、前記第１の通信エリアから前記第２の通信エリアの途中エリアを撮影する撮影手段により撮影された画像から、前記第２の通信エリアへ向かう前記車両を検出する請求項１の通信システム。
【請求項３】
前記第２の通信手段は、前記制御手段による通信制御に基づき、前記通信器と通信するための電波を一定期間にわたり送信する請求項１又は２の通信システム。
【請求項４】
前記第１の通信手段は、前記制御手段による通信制御に基づき、前記通信器と通信するための電波を定常的に送信する請求項１乃至３の何れか１項の通信システム。
【請求項５】
前記第１の通信手段は、料金収受のための情報を前記通信器との間で送受信し、
前記第２の通信手段は、前記情報を前記通信器との間で送受信し、前記通信エラーをリカバリーする請求項１乃至４の何れか１項の通信システム。
【請求項６】
前記第２の通信手段は、前記第１の通信エリアより狭い前記第２の通信エリアに進入した前記車両の前記通信器と通信する請求項１乃至５の何れか１項の通信システム。
【請求項７】
前記第１の通信手段は、前記第１の通信エリアを走行する前記車両と通信し、
前記第２の通信手段は、前記第２の通信エリアで停止する前記車両と通信する請求項１乃至６の何れか１項の通信システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記通信エラー検出手段による前記通信エラーの検出に基づき、前記第２の通信エリアに進入する車両を、前記第２の通信エリア内で停止させるためのゲートを閉じる請求項１乃至７の何れか１項の通信システム。
【請求項９】
第１の通信手段により第１の通信エリアに進入した車両の通信器と通信し、
前記第１の通信手段による前記通信器との通信エラーを検出し、
前記第１の通信エリアから第２の通信エリアへ向かう前記車両を検出し、
前記通信エラーの検出及び前記車両の検出に基づき、第２の通信手段により前記第２の通信エリアに進入した前記車両の前記通信器との通信を開始する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を利用して通行料金又は使用料金を決済するＥＴＣシステム（Electronic Toll Collection system）が広く普及している。例えば、ＥＴＣシステムは、有料道路や有料駐車場の料金収受に適用することができる。
【０００３】
例えば、ＥＴＣシステムでは、狭域通信システム（DSRC : Dedicated Short-Range Communication System）が採用されている。有料道路に適用されるＥＴＣシステムでは、道路脇、料金所等に設置された無線アンテナと車両に搭載された車載器（通信器）との間で無線通信が行われ、料金収受に必要な情報が送受信される。例えば、ＥＴＣシステムでは、車両検知と無線通信とを組み合わせて、料金収受処理が実行される。
【０００４】
無線通信が正常に完了した場合は、レーンに設置された阻止棒（ゲート）が開き、車両は通行可能となる。これにより、車両は、ノンストップで料金収受処理を受けることができる。
【０００５】
無線通信が正常に完了しなかった場合（エラー発生時）は、レーンに設置された阻止棒は開かず、車両は一時停止状態となる。その後、係員操作により再度通信が試行され、通信が正常に完了すれば、阻止棒が開き車両は通行可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３３０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、無線通信が正常に完了しなかった場合（エラー発生時）は、人為的な操作が発生し、スムーズな料金収受処理が阻害されてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、エラー発生時の料金収受処理効率の改善に貢献することができる通信システム及び通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の通信システムは、第１の通信手段と、第２の通信手段と、通信エラー検出手段と、車両検出手段と、制御手段とを備える。前記第１の通信手段は、第１の通信エリアに進入した車両の通信器と通信する。前記第２の通信手段は、第２の通信エリアに進入した前記車両の前記通信器と通信する。前記通信エラー検出手段は、前記第１の通信手段による前記通信器との通信エラーを検出する。前記車両検出手段は、前記第１の通信エリアから前記第２の通信エリアへ向かう前記車両を検出する。前記制御手段は、前記通信エラー検出手段による前記通信エラーの検出及び前記車両検出手段による前記車両の検出に基づき、前記第２の通信手段による通信を開始する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】比較例に係る路側無線装置の一例を示す図である。
【図２】実施形態に係る路側無線装置（通信システム）の一例を示す図である。
【図３】比較例に係る路側無線装置による通信制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係る路側無線装置による通信制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、図２に示す路側無線装置２の比較例に係る路側無線装置１の一例を示す図である。図２は、実施形態に係る路側無線装置２（通信システム）の一例を示す図である。
【００１２】
先に、図２を参照し、実施形態に係る路側無線装置２の概略構成について説明する。図２に示すように、路側無線装置２は、第１の通信部２１、第２の通信部２２、カメラ２３、管理装置２４、通信制御装置２５、車両検知装置２６、開閉ゲートバー２８等を備える。
【００１３】
第１の通信部２１は、第１のアンテナ２１１を備える。第１のアンテナ２１１は、少なくとも第１の無線通信エリア２１１ａをカバーし、第１の無線通信エリア２１１ａに進入した車両２７（走行中の車両２７）の車載器（通信器）２７１と無線通信する。車載器２７１は、ＥＴＣカード（ＩＣカード）を挿入可能に構成されており、ＥＴＣカードに記録されたＩＤ及び車両情報等を読み取ることができる。車載器２７１は、第１のアンテナ２１１との無線通信により、ＥＴＣカードから読み取られたＩＤ及び車両情報、さらに車載器２７１が記憶する車載器情報等を送信することができる。また、第１のアンテナ２１１は、入口情報又は出口情報を送信することができる。これに対応し、車載器２７１が、入口情報又は出口情報を記憶したり、ＥＴＣカードが入口情報又は出口情報を記憶したりする。つまり、車載器２７１と第１のアンテナ２１１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報が送受信される。
【００１４】
通信制御装置２５は、第１の通信部２１の無線通信を制御する。例えば、第１のアンテナ２１１は、通信制御装置２５による通信制御に基づき、車載器２７１と通信するための電波を定常的に送信する。或いは、第１の無線通信エリア２１１ａの上流側に配置された車両検知装置による車両検知に基づき、通信制御装置２５が通信開始を指示し、この指示に基づき、第１のアンテナ２１１が一定期間にわたり車載器２７１と通信するための電波を送信することもできる。
【００１５】
また、通信制御装置２５は、第１の通信部２１（第１のアンテナ２１１）による車載器２７１との通信エラーを検出することもできる。通信制御部２５が、通信エラーを検出した場合、この通信エラーは、管理装置２４へ通知される。さらに、通信制御装置２５は、車載器２７１から送信されたＩＤ、車両情報、及び車載器情報等の有効性を確認することもできる。
【００１６】
第２の通信部２２は、第２のアンテナ２２１を備える。第２のアンテナ２２１は、少なくとも第２の無線通信エリア２２１ａをカバーし、第２の無線通信エリア２２１ａに進入した車両２７（例えば停止中の車両２７）の車載器（通信器）２７１と無線通信する。例えば、第２のアンテナ２２１は、停止中の車両２７の車載器２７１と無線通信する。車載器２７１は、第２のアンテナ２２１との無線通信により、ＩＤ及び車両情報、さらに車載器２７１が記憶する車載器情報等を送信することができる。また、第２のアンテナ２２１は、入口通過又は出口通過の情報を送信することができる。これに対応し、車載器２７１が、入口通過又は出口通過の情報を記憶したり、ＥＴＣカードが入口通過又は出口通過の情報を記憶したりする。つまり、車載器２７１と第２のアンテナ２２１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報（車載器２７１と第１のアンテナ２１１との間で送受信される情報と実質的に同じ情報）が送受信される。
【００１７】
また、通信制御装置２５は、車載器２７１から送信されたＩＤ、車両情報、及び車載器情報等の有効性を確認することもできるし、入口情報等から経路の妥当性を確認することもできるし、通行料金を算出して課金処理を行うこともできる。
【００１８】
カメラ２３は、第１の無線通信エリアから第２の無線通信エリアへの途中のエリア（以下、途中エリア）を撮影するように設定されたカメラである。カメラ２３で撮影された途中エリアの映像は、管理装置２４へ送信される。管理装置２４は、カメラ２３で撮影された途中エリアの映像を解析し、映像中の車両の有無を検出し、車両検出結果を通信制御装置２５へ送信する。なお、カメラ２３は、定常的に途中エリアを撮影してもよいし、通信エラーの検出をトリガとして、途中エリアの撮影を開始し、一定期間にわたり途中エリアを撮影した後、撮影を停止してもよい。
【００１９】
ここで、第１の通信エリアと第２の通信エリアの関係について補足する。第２の無線通信エリア２２１ａは、第１の無線通信エリア２１１ａより狭く、第２の無線通信エリア２２１ａ内の車両２７の走行距離は、第１の無線通信エリア２１１ａ内の車両２７の走行距離よりも短い。このことから、車両検出を利用しなくても、第１の通信部２１の第１のアンテナ２１１が、定常的に電波を送信することにより、第１の通信エリアにおいて、走行する車両２７の車載器２７１と通信することができる。一方、第２の無線通信エリア２２１ａに進入する車両を事前に予測することにより（車両検出を利用することにより）、第２の無線通信エリア２２１ａにおいても、第２の通信部２２の第２のアンテナ２２１が、車両２７の車載器２７１と通信することができる。
【００２０】
管理装置２４は、通信制御部２５からの通信エラーを受信すると、車両の通行を制御（阻止）する開閉ゲートバー２８を閉じて、車両の通行を阻止する。これにより、車両２７（通信エラーの対象の車両）は、第２の無線通信エリア２２１ａ内で停止することとなる。
【００２１】
また、通信制御部２５は、通信エラーの検出とカメラ２３の映像解析による車両検出とに基づき、第２の通信部２２の無線通信を制御する。つまり、通信制御部２５は、通信エラーを検出し、且つ途中エリアを通過する車両を検出すると、第２の通信部２２に対して通信開始を指示する。第２のアンテナ２２１は、通信制御装置２５による通信制御（通信開始指示）に基づき、車載器２７１と通信するための電波を一定期間にわたり送信する。これにより、第２のアンテナ２２１は、第２の無線通信エリア２２１ａ内で停止した車両２７の車載器２７１と通信することができ、料金収受に必要な情報の送受信を完了することができる。つまり、事務員等が関与しなくても、第２の通信部２２の無線通信により、第１の通信部２１の通信エラーをリカバリーすることができる。
【００２２】
なお、車両検知装置２６は、通過する車両の車軸数を検知することができ、検知結果を管理装置２４へ送信する。管理装置２４は、第１のアンテナ２１１で受信した車両情報と検知した車軸数から、車両情報の正当性を検証することができる。
【００２３】
続いて、図１を参照し、比較例に係る路側無線装置１の概略構成について説明する。図１に示すように、路側無線装置１は、第１の通信部１１、第２の通信部１２、管理装置１４、通信制御装置１５、車両検知装置１６、開閉ゲートバー１８等を備える。
【００２４】
第１の通信部１１は、第１のアンテナ１１１を備える。第１のアンテナ１１１は、少なくとも第１の無線通信エリア１１１ａをカバーし、第１の無線通信エリア１１１ａに進入した車両１７（走行中の車両１７）の車載器（通信器）１７１と無線通信する。車載器１７１は、ＥＴＣカード（ＩＣカード）を挿入可能に構成されており、ＥＴＣカードに記録されたＩＤ及び車両情報等を読み取ることがでる。車載器１７１は、第１のアンテナ１１１との無線通信により、ＥＴＣカードから読み取られたＩＤ及び車両情報等を送信することができる。つまり、車載器１７１と第１のアンテナ１１１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報が送受信される。
【００２５】
通信制御装置１５は、第１の通信部１１の無線通信を制御する。例えば、第１のアンテナ１１１は、通信制御装置１５による通信制御に基づき、車載器１７１と通信するための電波を定常的に送信する。或いは、第１の無線通信エリア１１１ａの上流側に配置された車両検知装置による車両検知に基づき、通信制御装置１５が通信開始を指示し、この指示に基づき、第１のアンテナ１１１が一定期間にわたり車載器１７１と通信するための電波を送信することもできる。
【００２６】
また、通信制御装置１５は、第１の通信部１１（第１のアンテナ１１１）による車載器１７１との通信エラーを検出することもできる。通信制御部１５が、通信エラーを検出した場合、この通信エラーは、管理装置１４へ通知される。
【００２７】
第２の通信部１２は、第２のアンテナ１２１を備える。第２のアンテナ１２１は、少なくとも第２の無線通信エリア１２１ａをカバーし、第２の無線通信エリア１２１ａに進入した車両１７（例えば停止中の車両１７）の車載器（通信器）１７１と無線通信する。例えば、第２のアンテナ１２１は、停止中の車両１７の車載器１７１と無線通信する。車載器１７１は、第２のアンテナ１２１との無線通信により、ＩＤ及び車両情報等を送信することができる。つまり、車載器１７１と第２のアンテナ１２１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報（車載器１７１と第１のアンテナ１１１との間で送受信される情報と実質的に同じ情報）が送受信される。
【００２８】
管理装置１４は、通信制御部１５からの通信エラーを受信すると、車両の通行を制御（阻止）する開閉ゲートバー１８を閉じて、車両の通行を阻止する。これにより、車両１７（通信エラーの対象の車両）は、第２の無線通信エリア１２１ａ内で停止することとなる。
【００２９】
このとき、事務員等は、開閉ゲートバー１８が閉じたことから、通信エラーの発生を知り、通信制御部１５を介して、第２の通信部１２に対して通信開始を指示する。第２のアンテナ１２１は、通信制御装置１５による通信制御（通信開始指示）に基づき、車載器１７１と通信するための電波を一定期間にわたり送信する。これにより、第２のアンテナ１２１は、第２の無線通信エリア１２１ａ内で停止した車両２７の車載器２７１と通信することができ、料金収受に必要な情報の送受信を完了することができる。しかしながら、路側無線装置１においては、第１の通信部１１の通信エラーを第２の通信部１２でリカバリーするためには、事務員等の関与が必要となる。
【００３０】
なお、車両検知装置１６は、通過する車両の車軸数を検知することができ、検知結果を管理装置１４へ送信する。管理装置１４は、第１のアンテナ１１１で受信した車両情報と検知した車軸数から、車両情報の正当性を検証することができる。
【００３１】
図４は、実施形態に係る路側無線装置２による通信制御の一例を示すフローチャートである。
【００３２】
例えば、第１の通信部２１の第１のアンテナ２１１が定常的に電波を送信し、車両２７が第１の無線通信エリア２１１ａに進入すると、車両２７の車載器２７１が電波を受信し、レスポンスを返信し、第１の通信部２１と車載器２７１との間で、通信が開始される。
【００３３】
第１の通信部２１と車載器２７１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報の送受信が完了すると、通信制御装置２５はこの通信完了を検出し、これに対応して、管理装置２４は開閉ゲートバー２８を開けて（開閉ゲートバー２８の解放状態を維持し）、車両１７の通行を許可する。
【００３４】
第１の通信部２１と車載器２７１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報の送受信が完了しない場合、通信制御装置２５はこの通信失敗（通信エラー）を検出し（ＳＴ２０１）、これに対応して、管理装置２４は開閉ゲートバー２８を閉じて、車両の通行を阻止する。さらに、管理装置２４は、カメラ２３で撮影された途中エリアの映像を解析し、映像中の車両を検出し（ＳＴ２０２）、車両検出を通信制御装置２５へ送信する。なお、カメラ２３は、定常的に途中エリアを撮影してもよいし、通信エラーの検出をトリガとして、途中エリアの撮影を開始し、一定期間にわたり途中エリアを撮影した後、撮影を停止してもよい。
【００３５】
通信制御部２５は、通信エラーの検出とカメラ２３の映像解析による車両検出とに基づき、第２の通信部２２に対して通信開始を指示する。これに対応して、第２の通信部２２と車載器２７１との間で、通信が開始される（ＳＴ２０３）。例えば、第２の通信部２２は、第２のアンテナ２２１を介して、FCMC（Frame Control Massage Channel）を送信し（ＳＴ２０４）、車載器２７１は、アンテナを介して、FCMCを受信しACTC (Activation Channel)を送信する（ＳＴ２０５）。FCMCとACTCの送受信により、路側無線装置２と車載器２７１との接続確立が確認される。さらに、第２の通信部２２は、第２のアンテナ２２１を介して、ACTCを受信しBST（Beacon Service Table）を送信する（ＳＴ２０６）。車載器２７１は、アンテナを介して、BSTを受信しVST（Vehicle Service Table）を送信する（ＳＴ２０７）。BSTとVSTの送受信により、路側無線装置２と車載器２７１との接続確立が確認される。第２の通信部２２は、第２のアンテナ２２１を介して、VSTを受信し（ＳＴ２０８）、第２の通信部２２と車載器２７１との間で、料金収受に必要な情報を送受信する（ＳＴ２０９、ＳＴ２１０）。第２の通信部２２と車載器２７１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報の送受信が完了すると、第２の通信部２２はFCMCの送信を停止し（ＳＴ２１１）、管理装置２４は開閉ゲートバー２８を開けて、車両の通行を許可する。
【００３６】
上記したように、路側無線装置１によれば、事務員等が関与しなくても、第２の通信部２２の無線通信により、第１の通信部２１の通信エラーをリカバリーすることができる。
【００３７】
図３は、路側無線装置２の比較例に係る路側無線装置１による通信制御の一例を示すフローチャートである。
【００３８】
例えば、第１の通信部１１の第１のアンテナ１１１が定常的に電波を送信し、車両１７が第１の無線通信エリア１１１ａに進入すると、車両１７の車載器１７１が電波を受信し、レスポンスを返信し、第１の通信部１１と車載器１７１との間で、通信が開始される。
【００３９】
第１の通信部１１と車載器１７１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報の送受信が完了すると、通信制御装置１５はこの通信完了を検出し、これに対応して、管理装置１４は開閉ゲートバー１８を開けて（開閉ゲートバー１８の解放状態を維持し）、車両１７の通行を許可する。
【００４０】
第１の通信部１１と車載器１７１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報の送受信が完了しない場合、通信制御装置１５はこの通信失敗（通信エラー）を検出し（ＳＴ１０１）、これに対応して、管理装置１４は開閉ゲートバー１８を閉じて、車両の通行を阻止する。例えば、管理装置１４は、この通信失敗（通信エラー）を報知し、これに対応して、事務員は、通信制御部１５を介して、第２の通信部１２に対して通信開始を指示する（ＳＴ１０２）。これに対応して、第２の通信部１２と車載器１７１との間で、通信が開始される（ＳＴ１０３）。例えば、第２の通信部１２は、第２のアンテナ１２１を介して、FCMC（Frame Control Massage Channel）を送信し（ＳＴ１０４）、車載器１７１は、アンテナを介して、FCMCを受信しACTC (Activation Channel)を送信する（ＳＴ１０５）。FCMCとACTCの送受信により、路側無線装置１と車載器１７１との接続確立が確認される。さらに、第２の通信部１２は、第２のアンテナ１２１を介して、ACTCを受信しBST（Beacon Service Table）を送信する（ＳＴ１０６）。車載器１７１は、アンテナを介して、BSTを受信しVST（Vehicle Service Table）を送信する（ＳＴ１０７）。BSTとVSTの送受信により、路側無線装置１と車載器１７１との接続確立が確認される。第２の通信部１２は、第２のアンテナ１２１を介して、VSTを受信し（ＳＴ１０８）、第２の通信部１２と車載器１７１との間で、料金収受に必要な情報を送受信する（ＳＴ１０９、ＳＴ１１０）。第２の通信部１２と車載器１７１との間の無線通信により、料金収受に必要な情報の送受信が完了すると、第２の通信部１２はFCMCの送信を停止し（ＳＴ１１１）、管理装置１４は開閉ゲートバー１８を開けて、車両の通行を許可する。
【００４１】
上記したように、路側無線装置１においては、第１の通信部１１の通信エラーを第２の通信部１２でリカバリーするためには、事務員等の関与が必要となる。
【００４２】
以下、本実施形態についてまとめる。
【００４３】
路側無線装置２は、第１の通信部２１（第１のアンテナ２１１）による通信処理が失敗した場合に、カメラ２３からの映像に基づき進入車両を検出すると、この検出をトリガとして、第２の通信部２２（第２のアンテナ２２１）による通信処理を実行する。これにより、事務員（人手）を介さずに、適切なタイミングで、再度、通信処理を実行することができる。つまり、事務員（人手）を介さずに、第１の通信部２１（第１のアンテナ２１１）による通信処理の失敗をリカバリーすることができ、自動で料金収受処理を完了することができる。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
２…路側無線装置、２１…第１の通信部、２２…第２の通信部、２３…カメラ、２４…管理装置、２５…通信制御装置、２６…車両検知装置、２８…開閉ゲートバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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