(57)【要約】【課題】ＥＴＣシステムにおいて、車両検知器が異常となった場合においてもＥＴＣ運用を継続することができるＥＴＣシステムを提供するする。【解決手段】道路に設置されたアンテナと、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行って自動料金収受するシステムであって、車両の進行方向に対して並列に設置され、車両の移動状況を検知する複数の車両検知器と、無線通信によって車両位置を検知する無線による車両管理手段と、を備え、車両検知器に異常が発生した場合、車両の位置検知を前記車両検知器から前記無線通信による車両管理手段に切り替える。【選択図】      図１
2013210815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路に設置されたアンテナと、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行って自動料金収受するＥＴＣシステムであって、
前記車両の進行方向に対して並列に設置され、前記車両の移動状況を検知する複数の車両検知器と、
前記無線通信によって車両位置を検知する無線による車両管理手段と、を備え、
前記車両検知器に異常が発生した場合、車両の位置検知を前記車両検知器から前記無線通信による車両管理手段に切り替えることを特徴とするＥＴＣシステム。
【請求項２】
前記無線による車両管理手段は、前記車載器から前記アンテナに送信される前記車載器の固有識別子を用いて前記車両を検知することを特徴とする請求項１に記載のＥＴＣシステム。
【請求項３】
前記システムは、前記車両検知器に異常が発生したかどうか検出する故障検出手段をさらに有し、前記故障検出手段は、前記複数の車両検出器の中の前記車両の進行方向に対して先頭に位置する第１番目の上記車両検知器の異常を検知することを特徴とする請求項１または２記載のＥＴＣシステム。
【請求項４】
前記故障検出手段は、無線通信で取得した前記車載器の固有識別子と、すでに取得済の固有識別子と比較を行い、比較した固有識別子が一致しない場合に、前記車両検知器に異常が発生していると検出することを特徴とする請求項〜３いずれかに記載のＥＴＣシステム。
【請求項５】
道路に設置されたアンテナと、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行って自動料金収受するＥＴＣシステムにおける車両位置の管理方法であって、
前記車両の進行方向に対して並列に設置された車両検知器によって車両の位置を検知するステップと、
前記無線通信によって前記車載器から前記アンテナに前記車載器の固有識別子を受信するステップと、
前記無線通信で取得した前記車載器の固有識別子と、取得済の固有識別子との比較を行い、比較した固有識別子が一致しない場合に、前記車両検知器に異常が発生していると検出するステップと、を有することを特徴とする車両位置の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高度道路交通システム（ＩＴＳ：  Intelligent Transport Systems）の一つの応用例であるノンストップ料金収受システム（以下、ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System）などに必要となる狭域無線通信（以下、ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication）システムに関し、特に、車両の進入検出および、自動料金収受を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＴＣシステムとは、ＥＴＣ車載通信機を備えた車両が通過する車線の上部空間に設けられたアンテナ装置とＥＴＣ車載通信機との通信を行うことで、車両の走行を止めることなく利用料金の収受処理を自動的に行うシステムである。
【０００３】
このようなＥＴＣシステムにおいては、料金収受車線（ＥＴＣレーン）を走行する車両を検知する車両検知器がＥＴＣレーンの路側に車両の進行方向に沿って所定間隔あけた状態で複数設置されている。
【０００４】
図１にＥＴＣレーンの機器設置例を示す。図１は、透過方式の車両検知器Ｓ１〜Ｓ３を設置した例である。車両検知器とは、車両の移動状況を検知するために車両の進行方向に対して並列に順次設置される複数Ｎ（Ｎは自然数）個のセンサをいう。検知方式には透過方式と反射方式との２種類がある。透過方式とは、車両が通過するＥＴＣレーンを光軸が横切るように、ＥＴＣレーンの両側に投光器と受光器とを配置する方式である。一方、反射方式とは、１つの車両検知器が投光器と受光器とを併せ持ち、投光器から照射して車両に反射した光を同じ車両検知器の受光器が捕らえる方式である。
【０００５】
車両検知器は車両の進行方向に対して並行になるようにＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順番に設置されている。車両検知器Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれＥＴＣレーンの両側に投光器と受光器とが配置されている。ＥＴＣレーンでは、車両検知器に実装されているセンサを車両がさえぎった場合に車両検知器の位置に車両が存在すると判定し、車両位置の管理を行っている。車線サーバはＳ１検知器が非検知状態から検知状態に変更になった場合に、ＥＴＣレーンに車両が進入したと判定して無線通信の電波を発射し、車両との通信状況にあわせ識別情報の確認その他各種のＥＴＣ処理を行う。そのため、これまでは車両検知器Ｓ１が故障した場合や検知器に遮蔽物が付着して検知状態が変化しない状態になった場合は、車両がレーンに進入したことを検知できず、無線通信ができなかった。上説明したように、先頭の車両検知器は、車両管理の開始および無線通信の開始のためのトリガとしての重要な役割を果たす。
【０００６】
特許文献１および特許文献２には、車両検知器の異常を判定する技術が記載されている。
特許文献１には、複数の車両検知器について車両の前進過程が検出される毎に加算される割付カウンタと、先頭の車両検知器により車両の停止が検出されているにも関わらず他の車両検知器が車両を検知する毎に加算される未割付カウンタとのカウント値を比較することで先頭の車両検知器の異常を短時間に判定する車両管理部が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、同一車線内に在車できる車両の最高台数から、その車線内に進入した車両の台数、あるいは、退出した車両の台数を関連付けることで、車両検知器の異常検出を速やかに行う車両検知器の異常検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２３７８２３号公報
【特許文献２】特開２００９−０９８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１および特許文献２の技術では、車両検知器の異常をいち早く検知することは可能であるが、車両検知器が異常と判定されてしまうと無線通信ができないまま、その状態が維持されてしまう。
【００１０】
透過型の車両検知器を使用した場合、塵や泥はねの泥付着などにより光軸が遮られた場合、車両検知器が常に遮光状態となるため、常に偽車両検知状態となり、機器状態としては異常となってしまう。雪やゴミなどの影響により車両検知器S1の異常(検知ONのまま)が発生したとき、規定時間以内中に通過する車両は、車両管理上、車両検知器S1部に車両が残っている状態と検知されるので、次車両以降は無線通信しない状態でＥＴＣゲートを通過する事象が発生していた。
入口料金所で無線通信しないままＥＴＣゲートを通過すると、出口料金所でバーが開かないため車両とバーとの接触事故や、後続車との事故が発生する可能性が大きくなる。出口料金所で無線通信しないままＥＴＣゲートを通過すると、通行料の無課金が起きてしまう。 
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ＥＴＣシステムにおいて、車両検知器の異常を検出すると、車両検知器による車両管理手段から無線通信による車両管理手段に切替えて車両位置を検知することにより、車両検知器が異常となった場合においてもＥＴＣ運用を継続することができるＥＴＣ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】
【００１１】
本発明は、道路に設置されたアンテナと、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行って自動料金収受するシステムであって、車両の進行方向に対して並列に設置され、車両の移動状況を検知する複数の車両検知器と、無線通信によって車両位置を検知する無線による車両管理手段と、を備え、車両検知器に異常が発生した場合、車両の位置検知を前記車両検知器から前記無線通信による車両管理手段に切り替えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の車両の位置検知方法は、前記車両の進行方向に対して並列に設置された車両検知器によって車両の位置を検知するステップと、無線通信によって前記車載器からアンテナに車載器の固有識別子を受信するステップと、無線通信で取得した前記車載器の固有識別子と、取得済の固有識別子との比較を行い、比較した固有識別子が一致しない場合に、車両検知器に異常が発生していると検出するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＥＴＣシステムにおいて、車両検知器の異常を検出すると、車両検知器による車両管理手段から無線通信による車両管理手段に切替えて車両位置を検知することにより、車両検知器が異常となった場合においてもＥＴＣ運用を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＥＴＣレーン機器配置例を示す図である。
【図２】本発明のＥＴＣシステムにおける車線サーバのブロック構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における車両割付切替処理のフローチャートを示す。
【図４】本発明の実施の形態における正常時の車両管理を示す図である。
【図５】従来における検知器異常発生時の車両管理処理を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における検知器異常発生時の車両管理処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（車線サーバ１の構成の説明）
本発明の実施の形態に係る車線サーバ１の構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、ＥＴＣシステムにおける機器配置例を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車線サーバ１のブロック構成図である。
【００１６】
まず、図１を参照してＥＴＣシステムにおける機器配置例を説明する。図１は、透過方式の車両検知器Ｓ１〜Ｓ３を設置した例である。車両検知器Ｓ１〜Ｓ３は、車両５０の進行方向に対して並行になるように、ＥＴＣレーン５１の両側に配置されている。車両検知器Ｓ１〜Ｓ３は車両の先頭が車両検知器Ｓ１〜Ｓ３の光軸を横切って遮光すると検知信号を出力し、車両検知器Ｓ１〜Ｓ３の光軸を車両の後尾が過ぎ、車両検知器Ｓ１〜Ｓ３の遮光が無くなると検知信号の出力を停止する。
【００１７】
１番目のアンテナ５２による無線通信は、車両検知器Ｓ１がＯＮ状態となった時点から開始される。１番目のアンテナ５２による無線通信では、車両５０のＥＴＣ車載通信器５４に挿入されたＩＣ(Integrated Circuit)カードの識別情報の確認その他のＥＴＣに必要な処理が行われる。
【００１８】
１番目のアンテナ５２による無線通信は、車両検知器Ｓ２がＯＮ状態になった時点で終了する。１番目のアンテナ５２による無線通信の結果、車載機のＩＣカードなどに問題が無ければ発進制御機５３のバーが開く。
【００１９】
その後、車両が進行すると、車両検知器Ｓ３が車両を検知してＯＮとなった時点で２番目のアンテナによる無線通信が開始される。２番目のアンテナによる無線通信では、車種修正情報などを車両の車載機のＩＣカードに書き込む。
【００２０】
車両検知器Ｓ１〜Ｓ３、発進制御機５３は、車線サーバ１によって制御される。さらに、車線サーバ１は、車両検知器Ｓ１〜Ｓ３の検知信号を入力し、車両の移動状況を認識する。
【００２１】
なお、以下の説明では、「車線サーバが車両検知器において検知した車両を認識する」ことを「車線サーバは、車両を車両検知器に割付ける」と表現する。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る車線サーバ１の構成について図２を参照して説明する。図２は、車線サーバ１のブロック構成図を示す。本発明のＥＴＣシステムは、プログラム制御により動作する車線サーバ１と、車両検知器２を有する。車線サーバ１は、車両検知器故障検出手段１１と車両管理手段１２とを備えている。
【００２３】
車両検知器故障検出手段１１は、車両検知器からの故障信号を受信した場合に車両検知器が故障したと判定する。車両管理手段１２は、検知器（センサ）を使用した車両管理手段１２２と無線による車両管理手段１２３と、この２種類の車両管理手段どちらかを選択する車両管理切替手段１２１とを備えている。車両管理切替手段１２１は、通常時(正常状態)は検知器による車両管理手段１２２を選択している。車両検知器故障検出手段１１からの故障信号を受信した場合及び、検知信号が検知状態のまま一定時間経過した場合に、車両管理切替手段１２１は、検知器による車両管理手段１２２から無線による車両管理手段１２３に切り替えを行う。
【００２４】
検知器による車両管理手段１２２は車両検知器Ｓ１〜Ｓ３からの信号を元に車両位置を管理する。無線による車両管理手段１２３はＥＴＣ車載通信器とアンテナ５２とが通信した際に受信するＬＩＤを元に車両を管理する。ＬＩＤ（リンクＩＤ）とは受信データの中から自分宛のデータを選別するために利用される装置間の通信を識別するＩＤであり、通信のプライバシーを保護するため、ＥＴＣ車載通信器の電源入力時等に乱数により発生される。車両検知器Ｓ１がＯＮ状態となった時点から開始される無線通信において、ＥＴＣレーンを走行している車両に搭載されている車載通信器から第１アンテナに自車両のＬＩＤを送信する。
（車線サーバ１の動作の説明）
ＥＴＣレーンの機器配置例は、図１で説明したとおりである。
１．車両検知器Ｓ１が正常の場合
車両検知器Ｓ１が正常な場合の車両の検知パターンについて図４を参照して説明する。
【００２５】
車両の通行が無いときには、全ての車両検知器Ｓ１〜Ｓ３はＯＦＦ状態である。ＥＴＣレーンに車両が進入すると、車両Ｖ１は、車両の進行方向に対して一番上流側にある車両検知器Ｓ１を通過する。車両Ｖ１が車両検知器Ｓ１の光軸を横切ると、車両検知器Ｓ１がＯＮ状態になる。車線サーバはＳ１の検知信号がＯＮ状態になると、ＥＴＣレーンに車両が進入したと判断し、車両の割付処理を行う。同時にアンテナから電波を発射し、割り付けされている車両と通信を行う。
【００２６】
車両が移動し、車両検知器Ｓ２の光軸を横切ると、車両検知器Ｓ２がＯＮ状態になり、車線サーバの車両管理は実車両の動きに追従する。
【００２７】
車両が車両検知器Ｓ３の光軸を通過し、車両検知器Ｓ３がＯＦＦ状態になる。このときは、いずれの車両検知器Ｓ１〜Ｓ３もＯＦＦ状態であり、車両はＥＴＣレーンを退出する。
２．車両検知器Ｓ１が異常の場合
次に図５を参照して遮蔽物により、車両検知器Ｓ１が遮蔽されたままの状態になった場合の動作について説明する。
【００２８】
雪などのゴミが車両検知器Ｓ１の投光器または受光器に付着し、検知器の光軸を遮ると、車両検知器Ｓ１がＯＮ状態になる。遮蔽物により車両検知器Ｓ１が検知状態になると車線サーバは車両が進入したと判定し車両（実際はゴミ）の割付処理を開始する。（実際に車両は進入していないため、車線サーバの位置管理にズレが発生している。）
この状態で車両Ｖ１が車両検知器Ｓ１を通過すると、車両検知器Ｓ１は既に検知状態が継続しているため、車両検知器Ｓ１は、車両Ｖ１の進入を検知不能である。車線サーバでは新たな割付処理は行わない。
【００２９】
車両Ｖ１が車両検知器Ｓ１の位置からさらに前進し、Ｓ２、Ｓ３を通過しても、車両検知器Ｓ１は遮蔽されたままの状態であるため、車線サーバは車両Ｖ１が車両検知器Ｓ１の位置に残っていると判定する。よって、車両Ｖ１が車両検知器Ｓ２、Ｓ３の光軸を通過し、車両検知器Ｓ２、Ｓ３が検知状態となっても無視をする。このように遮蔽物により車両検知器Ｓ１が検知状態で車両Ｖ１が進入した場合は割付処理が行われるが、実際の車両と車線サーバの位置は、ずれた状態で管理される。
【００３０】
この状態で２台目の車両Ｖ２が進入した場合の動作について説明する。
【００３１】
車両Ｖ２が進入した場合、車両検知器Ｓ１は既に検知状態となっているため、車線サーバでは新たな割付処理を行わない。車線サーバでは車両Ｖ１が車両検知器Ｓ１の位置に滞留したままになっていると判定しているので、車両Ｖ２により車両検知器Ｓ２、Ｓ３が検知状態となっても無視をする。このように遮蔽物により車両検知器Ｓ１が検知状態のままで車両Ｖ２が進入した場合は割付処理が行われず、車線サーバでは２台目の車両Ｖ２が進入したことを検知できない。３台目以降の車両が進入した場合も同じ動作となり、車線サーバでは１台目の車両が車両検知器Ｓ１に滞留したままの状態と判定するため、新たな車両割付処理が行われず、車両の進入を検知することができなくなる。そこで、本発明では、車両検知器の異常を検出すると、車両検知器による車両管理手段から無線通信による車両管理手段に切替える。無線による車両管理手段はＥＴＣ車載通信器とアンテナ５２とが通信した際に受信するＬＩＤを元に車両を管理する。
【００３２】
図６を参照して、ＬＩＤを元に車両を管理する動作について説明する。
【００３３】
遮蔽物により車両検知器Ｓ１が検知状態になると車線サーバは車両が進入したと判定し車両（実際はゴミ）の割付処理を開始する。（実際に車両は進入していないため、車線サーバの位置管理にズレが発生している。）
この状態で車両Ｖ３が車両検知器Ｓ１を通過すると、車両検知器Ｓ１は既に検知状態となっているため、車線サーバでは新たな割付処理は行わない。しかし、車両と通信した際に取得するＬＩＤを車両Ｖ３の固有情報として割り当てる。
【００３４】
車両Ｖ３が車両検知器Ｓ１を抜けて、Ｓ２、Ｓ３を通過しても、車両検知器Ｓ１は遮蔽されたままの状態であるため、車線サーバは車両Ｖ３が車両検知器Ｓ１の位置に残っていると判定しているため、車両検知器Ｓ２、Ｓ３が検知状態となっても無視をする。
【００３５】
この状態で２台目の車両Ｖ４が進入した場合の動作について説明する。車両Ｖ４が車両検知器Ｓ１を通過してもＳ１は既に遮蔽状態であるため、この時点では新たな割付処理を開始しない。
【００３６】
車線サーバは車両Ｖ４と通信をしてＬＩＤを取得した時点で、既に取得しているＬＩＤと比較を行う。車両のＬＩＤは固有であるため、Ｖ３のＬＩＤとＶ４のＬＩＤが異なり、車線サーバは異なる車両が進入したと判定して、新たな割付処理を開始する。
【００３７】
また、車線サーバはＬＩＤが一致しないため、車両検知器に障害が発生したと認識して、検知器による車両管理手段から無線による車両管理手段に切り替える。
【００３８】
３台目以降の車両が進入した場合は、無線通信により新しいＬＩＤを取得した時点で新たな割付処理を開始する。これにより車線サーバは車両検知器での検知ができなくなった場合でも、車両から無線通信により取得するＬＩＤにより車両の割付処理を行うことができ、ＥＴＣレーンの運用を継続することができる。
図３に、車両検知器Ｓ１の異常判定および車両割付切替処理手順を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
ＳＴＡＲＴ：車線サーバ１の電源が投入される、または、起動スイッチ（不図示）がＯＮ状態になるなどによってステップＡ１の処理へ移行する。
【００４０】
ステップＡ１：車両管理手段は、車両検知器Ｓ１が車両検知ＯＮ状態(非検知状態から検知状態)になった信号を受信する。
【００４１】
ステップＡ２：次に車両管理手段は、車両検知器Ｓ１の位置に車両が存在すると判定し、車両割付処理を行う。また、このときに車両の車載機とＥＴＣ処理装置とのアンテナにより通信が開始される。
【００４２】
ステップＡ３：車両の車載機とＥＴＣ処理装置５７とのアンテナ５２による通信を行い、ＥＴＣ処理装置は、車載機からＬＩＤを取得する。
【００４３】
ステップＡ４：車線サーバは、通信をして取得したＬＩＤと、既に取得済のＬＩＤと比較を行う。ＬＩＤが一致する場合は、そのまま車両割付処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００４４】
ステップＡ５：ＬＩＤが一致しない場合は、車両検知器Ｓ１に障害が発生したと認識して、検知器による車両管理手段から、無線による車両管理手段に切り替える。車両から無線通信により取得するＬＩＤにより車両割付処理を行い、処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００４５】
なお、車線サーバ１の各部は、所定のプログラムにより動作する汎用の情報処理装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）など）によって構成されてもよい。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、ＣＰＵ、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、車線サーバ１の各部の機能が実現される。また、その他の機能についてもソフトウェアにより実現可能な機能については汎用の情報処理装置とプログラムとによって実現することができる。
【００４６】
なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、車線サーバ１の出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、車線サーバ１の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、車線サーバ１の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。車線サーバ１の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
【００４７】
また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
（その他の実施の形態）
本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り、様々に変更が可能である。本発明の実施の形態では、４個の透過方式の車両検知器Ｓ１〜Ｓ３を用いる例を説明したが、反射方式としてもよく、数も複数Ｎ個としてよい。
【００４８】
また、車両管理手段は、検知器による車両管理手段と、無線による車両管理手段とを切替える構成としたが、２つの手段を併用する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１    車線サーバ
２    車両検知器
１１    車両検知器故障検出手段
１２    車両管理手段
１２１    車両管理切替手段
１２２    車両管理手段
１２３    車両管理手段
Ｖ１〜Ｖ４    車両
Ｓ１〜Ｓ３    車両検知器
【図１】
2013210815.tif 000003
【図２】
2013210815.tif 000004
【図３】
2013210815.tif 000005
【図４】
2013210815.tif 000006
【図５】
2013210815.tif 000007
【図６】
2013210815.tif 000008