(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動経路上の所定の通信領域において、移動体に設けられる標識装置と無線通信が可能なように設けられ、前記標識装置との間で所定の初期手順後にさらに移動体の識別のための情報を交換するための無線通信手段と、
前記通信領域の前記移動経路に沿ってそれぞれ前後側の所定位置に移動体が到達したことを検知するための第１および第２の移動体検知手段と、
前記第１および第２の移動体検知手段の出力および前記無線通信手段による移動体の標識装置との間の通信結果に基づいて、前記予め定められた領域内に存在する移動体に対して行うべき処理を判定するための判定手段とを含み、
前記判定手段は、前記第１の移動体が単独走行を行っている場合には前記第１の移動体が前記第２の移動体検知手段によって検知されるタイミングで、また前記第１の移動体が渋滞走行を行っている場合には後続の第２の移動体が前記第１の移動体検知手段によって検知されるタイミングで、それぞれ前記初期設定手順が完了しているか否かに基づいて前記第１の移動体が標識装置を搭載しているか否かを判定することを特徴とする、移動体に対する処理判定システム。
【請求項２】
前記判定手段はさらに、前記第１の移動体との間で前記初期手順が完了すれば前記第１の移動体が標識装置を搭載していると判定し、かつ前記第１の移動体が前記第２の移動体検知手段によって検知されるまでに前記第１の移動体の標識装置と前記無線通信手段との間の前記所定の情報の通信が完了しなかった場合に、必要な情報の通信が失敗したと判定することを特徴とする、請求項１に記載の移動体に対する処理判定システム。
【請求項３】
移動体の移動経路上の所定の通信領域において、移動体に設けられる標識装置と無線通信が可能なように設けられ、前記標識装置と所定の初期手順後にさらに移動体の識別のための情報を交換するための無線通信手段と、
前記通信領域の前記移動経路に沿ってそれぞれ前後側の所定位置に移動体が到達したことを検知するための第１および第２の移動体検知手段と、
前記第１および第２の移動体検知手段の出力および前記無線通信手段による移動体の標識装置との間の通信結果に基づいて、前記予め定められた領域内に存在する移動体に対して行うべき処理を判定するための判定手段とを含み、
前記判定手段は、
前記第１の移動体が前記通信領域に進入後、後続の第２の移動体が前記第１の移動体検知手段によって検知されるまでに、前記無線通信手段と前記第１の移動体の標識装置との間で前記初期手順が完了しなかったことを検出するための初期手順未完了検出手段と、  前記第１の移動体が前記第２の移動体検知手段によって検知されるまでに前記第１の移動体の標識装置と前記無線通信手段との間の前記所定の情報の通信が完了しなかったことを検出するための通信未完了検出手段と、
前記初期手順未完了検出手段による検出または、前記通信未完了検出手段による検出のいずれか一方に応答して、前記第１の移動体が標識装置を搭載していないと判定するための手段を含む、移動体に対する処理判定システム。
【請求項４】
前記判定手段はさらに、前記初期手順完了検知手段による検出がなく、かつ前記通信未完了検出手段による検出が発生したことに応答して、前記第１の移動体が標識装置を搭載しておりかつその識別のための情報の通信処理が失敗したと判定するための手段を含む、請求項３に記載の、移動体に対する処理判定システム。
【請求項５】
移動体の移動経路上の所定の通信領域において、移動体に設けられる標識装置と無線通信が可能なように設けられ、前記標識装置とは所定の初期手順後にさらに移動体の識別のための情報を交換するための無線通信手段と、
前記通信領域の前記移動経路に沿ってそれぞれ前後側の所定位置に移動体が到達したことを検知するための第１および第２の移動体検知手段と、
前記移動体に対して所定の処理を行うための周辺機器とを含む移動体に対する処理システムにおいて、移動体に対して行うべき処理を判定するための方法であって、
第１の移動体を前記第１の移動体検知手段によって検知するステップと、
後続の第２の移動体を前記第１の移動体検知手段によって検知するステップと、  前記第２の移動体が前記第１の移動体検知手段によって検知されるまでに、前記第１の移動体の標識装置と前記無線通信手段との間で前記初期手順が完了していたか否かを検出する第１の検出ステップと、
前記第１の移動体が前記第２の移動体検知手段によって検知されるまでに、前記第１の移動体の標識装置と前記無線通信手段との間で前記初期手順が完了していたか否かを検出する第２の検出ステップと、
前記第１の検出ステップによって前記初期手順が完了していないことが検出されること、または前記第２の検出ステップによって前記初期手順が完了していないことが検出されること、の少なくとも一方が発生したことに応答して、前記第１の移動体が標識装置を備えていないと判定するステップとを含む、移動体に対して行うべき処理を判定するための方法。
【請求項６】
前記第１の移動体が前記第２の移動体検知手段によって検知されるまでに、前記第１の移動体の標識装置と前記無線通信手段との間で前記情報の交換が完了していたか否かを検出する第３の検出ステップと、
前記第１の検出ステップによって前記初期手順が完了していることが検出されること、および前記第３の検出ステップによって前記情報の交換が完了していないことが検出されること、に応答して、前記第１の移動体が標識装置を備えており、かつ移動体の識別に必要な情報の通信が失敗したと判定するステップをさらに含む、請求項５に記載の、移動体に対して行うべき処理を判定するための方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体を停止させることなく移動体に対して行うべき処理を判定し実行するためのシステムに関し、特に、有料道路の出入口における料金収受、または工場等の施設における門での車両等の移動体の入場／退場の管理等を、移動体を停止させることなく自動的に行うための移動体に対する処理判定システムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有料道路等を使用するに際して、料金収受を現金ではなくカードで行う方式が広がりつつある。それらはＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムと呼ばれる。こうした方式では、料金収受を管理するためのカードとして、たとえば前納式のカード、または料金後納式のカードが用いられる。こうしたカードにはいわゆるＩＣカードが用いられることが多い。こうした方式では、現金の受け渡しを行う必要がないため、車両に搭載された車載機と地上側の施設（路側機）との間で無線等による通信を行って自動的に料金計算し料金収受を行うことが可能であり、かつ車両を停止させる必要なく料金収受ができるので便利である。
【０００３】
図２２に、こうした自動現金収受システムとして発明者が開発中のシステムの概略構成を示す。図２２を参照して、このシステムは、地上において車両の走行経路に沿って所定の範囲（以下「通信確実な領域３０６」と称する。）で車両に搭載された車載器と確実に通信が可能なように設定されるアンテナ３００と、通信確実な領域３０６のそれぞれ前後側の地上の２箇所に設置された、車両の進入を検知するための第１の車両検知器３０２および第２の車両検知器３０４と、アンテナ３００による通信結果と第１の車両検知器３０２および第２の車両検知器３０４による車両の検知結果に応じて料金自動収受処理を行ったり、車両に対する案内などに必要な処理を行うための路側機３２０とを含む。この通信確実な領域３０６については料金収受のシステム仕様として定められたものにしたがっており、走行路面において前後５メートル、車載器が搭載されると考えられる地上１m の高さで前後４m となるように設定されている。なお、無線通信を用いることにより、通信確実な領域３０６の前後に、不確実ながら通信が可能となることもある通信不確実な領域３０８が存在する。
【０００４】
図２３を参照して、このシステムでは、  車両１５０が第１の車両検知器３０２に進入したことを検知して、この車両１５０の車載器と通信を開始する。そして車両１５０が第２の車両検知器３０４に達するまでに通信が完了するようにしている。通信結果に基づいて、通過車両に応じた周辺機器（車両に対する案内表示器、料金収受員に対する表示器、車両阻止器、カメラ等）の制御を行う。
【０００５】
しかし、通過車両は以下の表にかかげる４つのパラメータを有しており、これらパラメータのどのような組合わせに対しても、このシステムは通信確実な領域３０６を通過する車両を特定する能力を持たなければならない。
【０００６】
【表１】
（１）  車速（０〜８０ｋｍ／ｈ）
（２）  車長（軽自動車〜トレーラ）
（３）  走行形態（単独走行、渋滞走行）
（４）  車載器搭載／非搭載
ここで、走行形態における「単独走行」とは、比較的高速で、その前後の近傍（車両の前後１台分の車長に相当する範囲内）に車両が存在しない状態で走行していることをいう。「渋滞走行」とは、渋滞時に典型的なように、比較的低速で、その前後（車両の前後１台分の車長に相当する範囲内）に他の車両が近接して存在している状態をいう。
【０００７】
また４番目のパラメータでも示されるように、車載機を搭載した車（搭載車）と搭載していない車（非搭載車）とが混在していることが前提となるため、通信領域に存在している車両が搭載車か非搭載車かを判断しなければならない。搭載車であるにもかかわらず非搭載車であると判定した場合には、本来現金による料金支払いが不要であるのにもかかわらず、料金を現金で支払わなければならないということになるおそれがある。また非搭載車であるにもかかわらず搭載車であると判定されてしまうのは主として後続の搭載車との入れ替わりの結果であり、その結果非搭載車は料金を支払わずに済み、後続の搭載車がその代わりに自動収受により料金を支払ってしまうという問題がある。さらにその上、後続の搭載車が非搭載車として判定され、現金でも支払いが求められるという、二重支払いの問題が生ずる可能性がある。その上、前述のように通信確実な領域３０６の前後に通信不確実な領域３０８が存在しているため、さらに車載機と非車載機との判定が困難になる。
【０００８】
ところで、車両が搭載車か非搭載車かをどの時点で判定するかが、判定を正確にする上で非常に重要であることを本発明者は見出した。本願発明がなされるまで、本発明者らによるシステムの開発途中では、次のような方式によって車両が搭載車か非搭載車かを判定するようにしていた。
【０００９】
図２３を参照して、まず第１の車両検知器３０２によって車両１５０が第１の車両検知器３０２の位置に進入したことを検知する。そして図２４に示されるようにアンテナ３００から呼びかけ信号３１６を発し、車両１５０からの返答を待つ。この返答が所定時間内にアンテナ３００によって受信されなければ車両１５０は非搭載車であると判定し、所定時間内に返答がアンテナ３００によって受信されれば搭載車であると判定する。なお、このシステムでは車載器と路側機３２０との間の通信手順としてＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ５５で定められた手順を用いており、詳しくはＤＲＳＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ＳｈｏｒｔＲａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式を用いている。ＤＲＳＣ方式では通信の最初にＢＳＴ／ＶＳＴ（Ｂｅａｃｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔａｂｌｅ／Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔａｂｌｅ）交換と呼ばれる初期接続手順を行うこととなっており、呼びかけ信号３１６はそのための信号である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの方式では、車載器を搭載していない車両に関係して、「車両特定不可能現象」および「車両入れ替わり現象」と仮に呼ぶことにする、以下のような問題点がある。
【００１１】
ＥＴＣシステム施設に対して、図２５に示すように車載器を搭載している車両３１０が渋滞走行によって大型車両１５８の直後に進入してくる場合を考える。この場合、図２５に示すように車両１５０が第１の車両検知器３０２に進入したことが検知できても、アンテナ３００から車両１５０に対する呼びかけ信号は大型車両１５８により妨害されて車両１５０  に到達しない。したがって車両１５０は呼びかけ信号に対して応答せず、そのため車両１５０は非搭載機であると判定される。その結果、車両１５０については車載機を搭載しているにもかかわらず現金で料金の支払いを行う必要が生じ、周辺機器もそのように制御される。
【００１２】
逆に図２６に示すように、非搭載車である車両１５０の直後に、これも渋滞走行で搭載車である車両１５２が第１の車両検知器３０２の近傍に達した場合を考える。前述のようにアンテナ３００の通信確実な領域３０６の周囲には、アンテナの個体差、アンテナの設置環境、通過車両の形状／材質、車載器搭載位置の相違など種々の条件によって通信が行なえたり行なえなかったりする通信不確実な領域３０８が存在する。この通信不確実な領域３０８の大きさは、事実上制御は不可能である。
【００１３】
もしも通信不確実な領域３０８が第１の車両検知器３０２よりも走行路前方（図２６における左側）方向まで存在していると、車両１５２が第１の車両検知器３０２に到達する前に車両１５２の車載機がアンテナ３００からの呼びかけ信号３１６に応答してしまうことがある。一方、車両１５０は、その前に第１の車両検知器３０２に進入したにもかかわらず呼びかけ信号３１６に対しては応答していない。したがって路側機は、通信領域内に存在している筈の車両が１台のみであるため、車両１５２からの応答を車両１５０からの応答であると判断してしまう。その結果、前述したように車両１５０が誤って車両１５２と判定される。これが「車両入れ替わり現象」である。
【００１４】
こうした判断がされると、車両１５０に対しては現金で料金支払いを求める必要があるにもかかわらず、誤って後続の車両１５２から自動的に料金を収受してしまうことになり問題である。
【００１５】
こうした問題は、実通信領域と、路側機が認識するアンテナ通信領域とを完全には一致させることができず、通信不確実な領域が存在すること、および前述のように走行車両が４つのパラメータを持ち、これらパラメータの全変化範囲にわたって確実に判定することが困難だという事実から生じる。通信不確実な領域を完全に排除することは不可能であるから他の方法によりこの問題を解決する必要がある。またこうした問題は、現金収受システムのみならず、工場等の施設の門において同様の無線通信方式を用いる移動体の入退門の管理等においても生じ得る。
【００１６】
それゆえにこの発明の主たる目的は、通信領域内を複数の移動体が移動するときに、確実に移動体が標識装置を搭載しているか否かを判定できる、移動体に対する処理判定システムおよび方法を提供することである。
【００１７】
この発明の他の目的は、通信領域内を複数の移動体が移動するときに、確実に移動体が標識装置を搭載しているか否かを判定し、さらに、標識装置を搭載している移動体についても通信が成功したか否かを確実に判定できる、移動体に対する処理判定システムおよび方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にかかる移動体に対する処理判定システムは、移動体の移動経路上の所定の通信領域において、移動体に設けられる標識装置と無線通信が可能なように設けられ、標識装置との間で所定の初期手順後にさらに移動体の識別のための情報を交換するための無線通信手段と、通信領域の移動経路に沿ってそれぞれ前後側の所定位置に移動体が到達したことを検知するための第１および第２の移動体検知手段と、第１および第２の移動体検知手段の出力および無線通信手段による移動体の標識装置との間の通信結果に基づいて、予め定められた領域内に存在する移動体に対して行うべき処理を判定するための判定手段とを含み、判定手段は、第１の移動体が単独走行を行っている場合には第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるタイミングで、また第１の移動体が渋滞走行を行っている場合には後続の第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されたタイミングで、それぞれ初期設定手順が完了しているか否かに基づいて第１の移動体が標識装置を搭載しているか否かを判定することを特徴とする。
【００１９】
高速走行時には、第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに初期手順が完了していなければ当該第１の移動体は標識装置を搭載していないと判定できる。高速走行の場合、同時に通信領域に進入する移動体の数は１つと考えることができるのでこの判定は確実である。また渋滞走行時には、後続の第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでに第１の移動体との間で初期手順が完了していなければ第１の移動体は標識装置を搭載していないと判定できる。渋滞走行の場合、第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでは、第１の移動体が通信領域に進入してからの時間にかかわらず判定が行われない。標識装置を搭載した第１の移動体が、先行する大型の移動体の陰に入り一時的に通信が行われなくなっていた場合に、誤って第１の移動体に標識装置が搭載されていないと判定するおそれが少なくなる。
【００２０】
請求項２に記載の発明にかかる移動体に対する処理判定システムは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、判定手段はさらに、第１の移動体との間で初期手順が完了すれば第１の移動体が標識装置を搭載していると判定し、かつ第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに第１の移動体の標識装置と無線通信手段との間の所定の情報の通信が完了しなかった場合に必要な情報の通信が失敗したと判定することを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、標識装置を搭載する第１の移動体との間で初期手順が完了した場合であっても、通信領域内で必要な通信が完了しなかったことを検出できる。したがって、通信に失敗した場合に行うべき処理を実行することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明にかかる移動体に対する処理判定システムは、移動体の移動経路上の所定の通信領域において、移動体に設けられる標識装置と無線通信が可能なように設けられ、標識装置と所定の初期手順後にさらに移動体の識別のための情報を交換するための無線通信手段と、通信領域の移動経路に沿ってそれぞれ前後側の所定位置に移動体が到達したことを検知するための第１および第２の移動体検知手段と、第１および第２の移動体検知手段の出力および無線通信手段による移動体の標識装置との間の通信結果に基づいて、予め定められた領域内に存在する移動体に対して行うべき処理を判定するための判定手段とを含み、判定手段は、第１の移動体が通信領域に進入後、後続の第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでに、無線通信手段と第１の移動体の標識装置との間で初期手順が完了しなかったことを検出するための初期手順未完了検出手段と、第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに第１の移動体の標識装置と無線通信手段との間の所定の情報の通信が完了しなかったことを検出するための通信未完了検出手段と、初期手順未完了検出手段による検出または、通信未完了検出手段による検出のいずれか一方に応答して、第１の移動体が標識装置を搭載していないと判定するための手段を含む。
【００２３】
第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに初期手順が完了していないことが検出されると、当該第１の移動体は標識装置を搭載していないと判定される。同時に通信領域に進入する移動体の数が１つであると考えられる高速走行の場合には、この判定結果によって第１の移動体が標識装置を搭載しているか否かを確実に判定できる。後続の第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでに第１の移動体との間で初期手順が完了していないことが検出されると、第１の移動体は標識装置を搭載していないと判定される。逆に言えば、渋滞走行のように移動体が近接しており、移動速度が低速である場合には、第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでは、第１の移動体が通信領域に進入してからの時間にかかわらず第１の移動体が標識装置を搭載しているか否かについての判定は行われない。標識装置を搭載した第１の移動体が、先行する大型の移動体の陰に入り一時的に通信が行われなくなっていた場合に、誤って第１の移動体に標識装置が搭載されていないと判定されるおそれが少なくなる。
【００２４】
請求項４に記載の発明にかかる移動体に対する処理判定システムは、請求項３に記載の発明の構成に加えて、判定手段はさらに、初期手順完了検知手段による検出がなく、かつ通信未完了検出手段による検出が発生したことに応答して、第１の移動体が標識装置を搭載しておりかつその識別のための情報の通信処理が失敗したと判定するための手段を含む。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、標識装置を搭載する第１の移動体との間で初期手順が完了した場合であっても、通信領域内で必要な通信が完了しなかったことを通信未完了検出手段によって検出でき、標識装置との間の通信に失敗したことを知ることができる。したがって、通信に失敗した場合に行うべき処理を実行することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明にかかる移動体に対して行うべき処理を判定するための方法は、移動体の移動経路上の所定の通信領域において、移動体に設けられる標識装置と無線通信が可能なように設けられ、標識装置とは所定の初期手順後にさらに移動体の識別のための情報を交換するための無線通信手段と、通信領域の移動経路に沿ってそれぞれ前後側の所定位置に移動体が到達したことを検知するための第１および第２の移動体検知手段と、移動体に対して所定の処理を行うための周辺機器とを含む移動体に対する処理判定システムにおいて、移動体に対して行うべき処理を判定するための方法であって、第１の移動体を第１の移動体検知手段によって検知するステップと、後続の第２の移動体を第１の移動体検知手段によって検知するステップと、第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでに、第１の移動体の標識装置と無線通信手段との間で初期手順が完了していたか否かを検出する第１の検出ステップと、第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに、第１の移動体の標識装置と無線通信手段との間で初期手順が完了していたか否かを検出する第２の検出ステップと、第１の検出ステップによって初期手順が完了していないことが検出されること、または第２の検出ステップによって初期手順が完了していないことが検出されること、の少なくとも一方が発生したことに応答して、第１の移動体が標識装置を備えていないと判定するステップとを含む。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに初期手順が完了していないことが検出されると、当該第１の移動体は標識装置を搭載していないと判定される。同時に通信領域に進入する移動体の数が１つであると考えられる高速走行の場合には、この判定結果によって第１の移動体が標識装置を搭載しているか否かを確実に判定できる。同様に後続の第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでに第１の移動体との間で初期手順が完了していないことが検出されると、第１の移動体は標識装置を搭載していないと判定される。渋滞走行のように移動体が近接しており、移動速度が低速である場合には、第２の移動体が第１の移動体検知手段によって検知されるまでは、第１の移動体が通信領域に進入してからの時間にかかわらず第１の移動体が標識装置を搭載しているか否かについての判定は行われない。標識装置を搭載した第１の移動体が、先行する大型の移動体の陰に入り一時的に通信が行われなくなっていた場合に、誤って第１の移動体に標識装置が搭載されていないと判定されるおそれが少なくなる。
【００２８】
請求項６に記載の発明にかかる移動体に対して行うべき処理を判定するための方法は、請求項５に記載の発明の構成に加えて、記第１の移動体が第２の移動体検知手段によって検知されるまでに、第１の移動体の標識装置と無線通信手段との間で情報の交換が完了していたか否かを検出する第３の検出ステップと、第１の検出ステップによって初期手順が完了していることが検出されること、および第２の検出ステップによって初期手順が完了していないことが検出されること、に応答して、第１の移動体が標識装置を備えており、かつ移動体の識別に必要な情報の通信が失敗したと判定するステップとをさらに含む。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、標識装置を搭載する第１の移動体との間で初期手順が完了した場合であっても、通信領域内で必要な通信が完了しなかったことが第３の検出ステップによって検出されると、標識装置との間の通信に失敗したことを知ることができる。したがって、通信に失敗した場合に行うべき処理を実行することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態では、本願発明の移動体の識別システムについて、有料道路における自動料金収受システムを例として説明するが、本願発明はこれのみに適用可能なわけではなく、地上側の施設と、移動体に設けられた標識装置との間での無線通信により移動体の識別処理を行うシステムであればどのようなものにも適用できる。たとえば、工場の門などにおける車両の入退場管理にも、周辺機器の構成を除き以下に記載の構成をそのまま使用できる。
【００３１】
図１および図３を参照して、本願発明の１実施の形態にかかる有料道路の料金自動料金収受システムの、地上側の車両識別装置３０は、予め定められた通信領域４８において車両３２に搭載された移動体の標識装置としての車載器と通信を行うためのアンテナ４６と、車両３２が通信領域４８に対して予め定められた所定の位置に到達したことを検知するための第１の車両検知器４２と、車両がの終了位置に達したことを検知するための第２の車両検知器４４と、第１の車両検知器４２および第２の車両検知器４４の出力と、アンテナ４６を用いた車両３２の車載機との間の通信に基づいて自動的に料金収受を行うための路側機４０と、路側機４０によって制御される車両阻止器５０、カメラ５２、案内表示器５４および収受員用表示器５６とを含む。アンテナ４６は従来の技術の項でも述べたとおり、呼びかけ信号１３２によって車載器と通信を行う。
【００３２】
図１を参照して、アンテナ４６の実通信領域１３０によって、地上の車両走行路面上において前後５m にわたり確実に通信が可能な領域が形成されるものとする。この実通信領域１３０によって、実際に車載器が搭載されると想定される地上１m の高さでは、ほぼ前後４m 程度の範囲の通信領域が形成される。この領域が、車載器がアンテナ４６と確実に通信できる理論上の領域である。
【００３３】
この地上１m の高さに仮想の面を考え、この面と実通信領域１３０との交面のうち前端部（図１における左側の点１３４）に車載器が到達すると、車載器とアンテナ４６との通信が可能となる。そして第１の車両検知器４２は、この点１３４に対して前方（図１における左方）に約２m だけ離れた地点に設置され、一方第２の車両検知器４４は、アンテナ４６の実通信領域１３０の後端（図１における右端）から後方（図１における右方）に１．７m 離れた地点に配置される。これら第１の車両検知器４２および第２の車両検知器４４の位置はつぎのようにして選定されたものである。
【００３４】
第１の車両検知器４２および第２の車両検知器４４は、車両がそこより外側に存在する場合には、アンテナ４６との間での通信が生じないような位置に選ばれる。さらに、第１の車両検知器４２と点１３４との間の間隔は、想定される車両のうち、車載器が搭載される位置から車尾までの距離が最も短いもの以下でなければならない。想定される車両のうち、これに該当するのはいわゆる軽自動車である。軽自動車の規格（車長３．２５m ）から上記したところにしたがって計算して得た値が図１に示す約２m である。
【００３５】
一方、第２の車両検知器４４の位置についてもこれと同様の関係が生じ得る。ただしこの場合、通信領域を有効に使用するためには、車載器が実通信領域１３０を出るまでは車の先端が第２の車両検知器４４に到達していない方が好ましいから、問題となるのは車両における車載器の位置から車の前端までの距離である。想定される車両のうち、もっともこの部分が長い車両のノーズの長さから、第２の車両検知器４４と実通信領域１３０の後端との間の間隔を１．７m に定めた。
【００３６】
もちろん、これらの値は処理対象となる移動体の大きさにより様々に選定されるべき値であり、この値が唯一のものであるわけではない。また、これらの距離は上述した基準によってそれぞれ一つに定めたが、その値には自ずからある範囲があり、その範囲の中であれば本願発明の効果を奏することができることはいうまでもない。
【００３７】
上述した条件を課しておかないと、第１の車両検知器を通過した車両がアンテナ通信領域に進入して確実な通信が行なえるようになる前に、第１の車両検知器に後続の車両が到達し、通信不確実領域内に入る場合があり得る。そうすると前述した「車両の入れ替わり現象」が発生してしまう。一方車両検知器が通信領域よりずっと前方にあると、先行する車両が通信確実領域に入る前に後続車両も処理対象の領域内に入ってしまうことになり、車両の判別が困難になる。そこで上述した条件を課して、後続の車が第１の車両検知器に到達するまでには先行する車が確実に通信可能な領域内に到達していることを保証するようにした。
【００３８】
路側機４０は、後述するように、第１の車両検知器４２および第２の車両検知器４４の出力と、アンテナ４６を用いた車載器との通信に基づいて通信領域４８内に存在する車両が搭載車か非搭載車かを判定する。そして搭載車と判定された車両とはアンテナ４６を用いて通信を行い、その結果に応じて車両阻止器５０、カメラ５２、案内表示器５４および収受員用表示器５６を制御する。また、非搭載車と判定された車両に対しても、当該車両が第２の車両検知器４４に到達した時点で車両阻止器５０、カメラ５２、案内表示器５４および収受員用表示器５６を制御する。本発明は、この搭載車／非搭載車の判定時期を単独走行時と渋滞走行時とで変える点に一つの特徴がある。その特徴については後述する。
【００３９】
図４を参照して、路側機４０は、無線部６０と、無線部６０および図示しない、第１および第２の車両検知器４２および４４を含む周辺装置に接続された通信制御部６２とを含む。無線部６０は、車両の標識装置との間で信号を無線により送信／受信するためのものである。通信制御部６２は、無線部６０を介して行われる車両の標識装置との通信および第１および第２の車両検知器４２および４４の出力に基づいて、図２に示す通信領域４８内の車両が搭載車か非搭載車かを判定し、その結果に応じてその後の通信内容の制御および周辺機器の制御を行うためのものである。
【００４０】
図４を参照して、無線部６０は、送信用アンテナ７２と、通信制御部６２から与えられた信号を送信用アンテナ７２から送信するための送信部７０と、受信用アンテナ７６と、受信用アンテナ７６により受信された信号を通信制御部６２に与えるための受信部７４とを含む。送信用アンテナ７２および受信用アンテナ７６がアンテナ４６に対応する。
【００４１】
通信制御部６２は、無線部６０の送信部７０および受信部７４に接続された、通信制御のための専用ＩＣ８２（ＩＣとは「集積回路」の略である。）と、図示されない周辺装置および専用ＩＣ８２とに接続され、以下に述べるような車両の識別処理と、図示しない自動料金収受処理とを行うプログラムを実行するためのＭＰＵ８０（ＭＰＵは「マイクロプロセッサユニット」の略である。）と、ＭＰＵ８０により実行されるプログラムを格納したメモリ８４とを含む。
【００４２】
図５を参照して、車載器９０は、車両識別装置３０の無線部６０と無線通信を行うための無線部９２と、受信された呼びかけ信号に対して応答信号を返すことによりＢＳＴ／ＥＳＴ交換処理を行い、路側機との間での自動料金収受処理を実行するための通信制御部９４とを含む。通信制御部９４には、たとえば前納式の通行料金支払いのためのＩＣカード９８が装着されるＩＣカードリーダ／ライタ９６が接続されている。これら各種機器はいずれも、車載バッテリまたは電池１００から電力供給を受けている。
【００４３】
無線部９２は、送信用アンテナ１１２および送信部１１０と、受信用アンテナ１１６および受信部１１４とを含む。送信部１１０および受信部１１４はいずれも通信制御部９４に接続される。
【００４４】
通信制御部９４は、送信部１１０および受信部１１４に接続された通信制御のための専用ＩＣ１２２と、ＩＣカードリーダ／ライタ９６および専用ＩＣ１２２に接続され、前述したような応答処理および自動料金収受処理のプログラムを実行するためのＭＰＵ１２０と、ＭＰＵ１２０が実行するプログラムを記憶したメモリ１２４とを含む。ＭＰＵ１２０が実行するプログラム自体は従来の技術で述べたシステムで利用されるプログラムと異ならない。したがってここでは説明の簡略化のため、その詳細は説明しない。
【００４５】
図４および図５に示すＭＰＵ８０で実行されるソフトウェアについて説明するに先立ち、この実施の形態のシステムでの搭載車／非搭載車の判定タイミングについてまず説明する。以下の説明は、最も判定が困難と思われる、渋滞走行であってかつ搭載車／非搭載車が混在している場合についてのみ示す。単独走行時については後述する。また以下の説明では、第１の車両検知器４２および第２の車両検知器４４の間に存在し得る最大車両数が３台であると想定する。これは、第１の車両検知器４２および第２の車両検知器４４の間の距離が約９ｍであり、この間に存在できる車両の最大数が３台と考えられるため、車両３台までの検討で必要十分であると考えられるからである。
【００４６】
図６を参照して、先行する搭載車である車両１５０が第１の車両検知器４２の位置を過ぎ、実通信領域１３０内に到達した場合を考える。また、後続の非搭載車である車両１５２は第１の車両検知器４２に到達していないものとする。このとき、車両１５０の車載器はアンテナ４６と交信可能であり、初期手順を行ったのち、自動料金収受のための通信処理を実行できる。この通信処理は図７に示されるように車両１５０が第２の車両検知器４４に到達するまでに完了すれば良い。この前までに通信が完了すれば、その時点で路側機４０は周辺機器をどのように制御するかを定めて記憶し、車両１５０が第２の車両検知器４４に到達したタイミングでその記憶内容にしたがって周辺機器を制御する。ここまでに通信処理が完了しなければ、路側機４０は車両１５０が搭載車ではあるが通信が失敗したと判断して、車両１５０が第２の車両検知器４４に到達したタイミングで周辺機器を制御する。
【００４７】
後続する車両１５２が非搭載車であるものとする。そして図７に示されるように車両１５２が第１の車両検知器４２を通過したものとする。この場合、従前の方法ではアンテナ４６から呼びかけ信号を発し、所定時間経過しても車両１５２から応答がないときに車両１５２が非搭載車であると判定していた。しかし本実施の形態ではそうではなく、図８に示されるように、渋滞走行時には、後続する車両１５４が第１の車両検知器４２に到達した時点までにアンテナ４６からの通信に対する応答が車両１５２からなかったときに車両１５２が非搭載車であると判定する。そして非搭載車に対する周辺機器の制御内容を記憶し、車両１５２が第２の車両検知器４４に到達した時点（図９参照）で当該記憶内容にしたがって周辺機器を制御する。
【００４８】
さらにその後、図１０に示されるように、後続する車両１５４に対して上述した処理が繰返されて車両１５４が搭載車か否かが判定され、判定結果に応じた処理が実行される。
【００４９】
このように本願発明では、渋滞走行時には、非搭載車であると判定するタイミングを、後続車両が第１の車両検知器４２に到達したことが検知された時点までとした。これによって、車両１５２が第１の車両検知器４２を通過した後、所定時間経過した後であっても、後続する車両（たとえば図７における車両１５４）が第１の車両検知器４２に到達するまでは車両１５２が非搭載車であると判定されることはない。したがって仮に車両１５２が搭載車である場合、たとえば車両１５０が大型車両であって車両１５２がそのかげに隠れてしまい一時的にアンテナ４６と通信ができない状態になったとしても、車両１５０が移動して車両１５２がアンテナ４６と通信可能になれば初期手順が行われ、以下は通常の通信処理を実行できる。車両１５２が非搭載車であっても、車両１５４が第１の車両検知器４２に到達した時点で正しく非搭載車であると判定され、周辺機器が正しく制御される。
【００５０】
一方、単独走行時には次の処理を行う。単独走行をしているときには、速度は高速であることが想定される。この場合には車間距離は少なくとも１車長以上あると考えられる。したがってまた車両の形状（特に車長）による判定への影響はないものと考えられる。そこで、通常はどの車両も、後続の車両が第１の車両検知器４２に進入する前に第２の車両検知器４４に進入すると考えられる。また、搭載車であればこの通信領域内を車両が走行している間に少なくとも初期手順は完了できると考えられる。したがって、当該車両が搭載車か非搭載車かの判定タイミングを、当該車両が第２の車両検知器４４に進入した時点とする。すなわちこの時点までに車両がアンテナ４６からの通信に応答せず初期手順が行われなければ当該車両は非搭載車であると判定される。
【００５１】
一方、この時点までに車両がアンテナ４６からの通信に応答すれば当該車両は搭載車であると判定される。さらに当該車両が第２の車両検知器４４に進入した時点までに通信が完了すればそのタイミングで通信内容にしたがって周辺機器が制御される。この時点までに通信が完了していなければこのタイミングで通信失敗の時の制御内容に応じて周辺機器が制御される。
以上、例に基づいて概略的に説明したとおり、路側機４０は、自己が認識するアンテナ通信領域内に進入した車両が搭載車か非搭載車かを、単独走行時と渋滞走行時とで異なるタイミングで判定する。このように判定タイミングを異ならせることにより、単独走行時には通信領域を有効に利用しながら、渋滞走行時には搭載車／非搭載車の判定をより正しく行うことができる。なお渋滞走行時には、非搭載車であることの判定を、後続車両が第１の車両検知器４２に進入した時点としており、これまでに先行車両は通信領域内に相当量入っていることになる。そのため車両が搭載車である場合には通信に利用できる領域が少なくなり通信領域の有効利用という観点からは不利である。しかし渋滞走行では一般的に車両走行の速度は低速であるから、通信領域が短くなっても車両が通信領域内に滞在する時間は単独走行時と比較して長くなる。したがって判定タイミングをこのようにとっても通信に要する時間は比較的長く利用でき、したがって上述した問題はこの通信時間の延長によって相殺され事実上問題とならないと考えられる。
【００５２】
以下、路側機４０のＭＰＵ８０が実行するソフトウェアによる処理の流れを説明する。なお、図１１、図１２、図１５、図１８および図１９にフローチャート形式で示す処理はそれぞれ、ＭＰＵ８０により実行される処理であるが、それぞれ初期化、初期手順終了、車両が第１の車両検知器４２に進入、車両が第２の車両検知器４４に進入、および路車間の通信が完了、というイベントが発生したときに実行される処理である。またこの処理を行うためにＭＰＵ８０は、たとえばメモリ８４内に車両特定のためのバッファを準備する。このバッファは、同数の車両判定バッファと周辺機器制御バッファとを含む。車両判定バッファに格納される値は、初期値、「通信中」、「通信終了」および「非搭載」のうちのいずれか一つである。また周辺機器制御バッファは、初期値または制御内容のいずれかである。ただし周辺機器制御バッファの記憶している「制御内容」は、車両判定バッファの値が「通信終了」のときのみ有効である。
【００５３】
以下の処理では、ＭＰＵ８０は二つのバッファインデックスを用いる。すなわち、第１の車両検知器４２に車両が進入することでインクリメントされるインデックスＳ１Ｉｄｘと、第２の車両検知器４４に車両が進入することでインクリメントされるインデックスＳ２Ｉｄｘとである。以下これらを単に「Ｓ１Ｉｄｘ」、「Ｓ２Ｉｄｘ」と呼ぶ。Ｓ１Ｉｄｘが指す車両判定バッファと周辺機器制御バッファとの内容が初期化される。そしてＳ２Ｉｄｘが指す車両判定バッファと周辺機器制御バッファとの内容が周辺機器の制御において用いられる。
【００５４】
図１１を参照して、初期化時の処理は次のようなものである。この初期化イベントはプログラムの開始時に実行される初期化時のみ発生する。すなわちプログラムの動作において最初の１回のみ発生する。初期化イベントが発生すると（ステップ１７０）、ステップ１７２でＳ１ＩｄｘおよびＳ２Ｉｄｘが初期化される。具体的には、Ｓ１ＩｄｘおよびＳ２Ｉｄｘの各々に初期値「−１」が代入される。これで初期化時の処理は終了である。
【００５５】
図１２を参照して、車両との通信の初期手順の終了時に行われる処理について説明する。まず初期手順終了イベントが発生すると（ステップ１８０）、ステップ１８２でアンテナ４６が受けた応答が通信領域内の車両からの応答か否かを判定する。具体的には、Ｓ１ＩｄｘとＳ２Ｉｄｘとの値を比較し両者が等しいか否かを判定する。両者が等しい場合には、この応答をした車両は図１３に示されるように通信領域外の車両１５０からの応答であると判断しこのイベントを破棄して処理を終了する。Ｓ１ＩｄｘがＳ２Ｉｄｘ＋１と等しい場合にはこの応答が、図１４に示されるように通信領域内の車両１５０からの正常な応答であると判定し、ステップ１８４でＳ１Ｉｄｘが示す車両判定バッファに「通信中」を代入して処理を終了する。初期手順が終了しなかった場合、そもそもステップ１８０のイベントが発生しないことになり、そのためＳ１Ｉｄｘの内容が初期値であれば初期手順が終了しなかったことが検出できる。これについては図１５を参照して後述する。
【００５６】
図１５を参照して、第１の車両検知器４２に車両が進入したときの処理を説明する。まずこのイベント（第１の車両検知器４２に車両進入）が発生すると（ステップ２２４）、ステップ２２６でＳ１Ｉｄｘをインクリメントする。次にこのようにインクリメントされたＳ１Ｉｄｘが示す車両判定バッファに初期値を代入する（ステップ２２８  ）。続いてステップ２３０で前方に車両が存在するか否かを判定する（ステップ２３０）。この判定は、Ｓ１Ｉｄｘ−１とＳ２Ｉｄｘとの値を比較することにより行われる。もしもＳ１Ｉｄｘ−１がＳ２Ｉｄｘと等しくなければ、図１８に示されるように第１の車両検知器４２に進入した車両１５０の前方に他の車両が存在していないということである。この場合には当該車両に対する処理は行わず、この手順を終了する（ステップ２３０にてＮＯ）。
【００５７】
ステップ２３０においてＳ１Ｉｄｘ−１がＳ２Ｉｄｘと等しくないと判定された場合、図１７に示されるように前方の通信領域内に車両１４８が存在しているということである。この場合ステップ２３４において前方車両の初期化手順が終了済か否かについての判定を行う。具体的には、車両判定バッファの内容が初期値である場合には前方車両の初期化手順が終了していないと判定し、車両判定バッファの内容が初期値と等しくない場合には前方車両の初期化手順が終了していると判定する。前方車両の初期化手順が終了していない場合には以下の処理を行わずこの手順を終了する。前方車両の初期化手順が終了している場合にはステップ２３６に進み、前方車両の車両判定バッファに「非搭載」を代入しこの手順を終了する。
【００５８】
このように、後続の車両が第１の車両検知器４２に進入した時点で前方車両が存在している場合には「渋滞走行」であると考えられる。そしてこの時点で前方車両の初期化手順が終了していなければ、この前方車両は非搭載車であると判定する。こうした判定を行うことで、既に述べたとおり搭載車を誤って非搭載車であると判定してしまう可能性が小さくなるという効果がある。
【００５９】
次に、図１８を参照して、第２の車両検知器４４に車両が進入したことが検知されたときに行われる処理について説明する。まず第２の車両検知器４４に車両が進入したというイベントが発生すると（ステップ２００）、ステップ２０４でＳ２Ｉｄｘをインクリメントする。次にこうしてインクリメントされたＳ２Ｉｄｘが指す車両判定バッファが「通信完了」となっているか否かを判定する。「通信完了」でない場合にはステップ２１０に進み、通信失敗または車載器非搭載車と判断し、Ｓ２Ｉｄｘが指す周辺制御バッファに通信失敗時または車載器非搭載車に対して定められた制御内容を記憶する。その後処理はステップ２１２に進む。一方ステップ２０６でＳ２Ｉｄｘが指す車両判定バッファが「通信完了」となっている場合にはステップ２１０の処理をせずステップ２１２に進む。ステップ２１２では、Ｓ２Ｉｄｘが指す周辺機器バッファにしたがって周辺機器を制御する処理が行われる。
【００６０】
すなわちこの図１８に示す処理では、車両に対する通信が完了していることが検出されたときには、後述する図１９で周辺機器バッファに設定される制御内容に従い、当該車両が第２の車両検知器４４に進入した時点で車両に対する周辺装置の制御が行われる。この場合には通信が完了しているから、通常は案内表示器５４には「自動収受成功」の表示がされ、車両阻止器５０は上げられて車両の通過を許すことになる。
【００６１】
一方、車両に対する通信が完了していないとき、すなわち車両が搭載車であっても第２の車両検知器４４に達するまでに通信が完了しなかったとき、または当該車両が車両が非搭載車である場合（この場合、非搭載車が渋滞走行でしていた場合だけでなく単独走行していた場合も含まれる）には、当該車両が第２の車両検知器４４に達した時点でその旨の判定が行われ、かつ周辺機器に対する制御が実行される。
【００６２】
こうして、第２の車両検知器４４に車両が到達した時点で、通信内容、通信の完了／非完了および搭載／非搭載の各判定にしたがって周辺機器が制御される。
【００６３】
最後に、図１９に示される、「通信完了」イベントの発生時に行われる処理手順を説明する。この手順は、通信領域内に進入した車両が搭載車と判定され、かつ当該車両が第２の車両検知器４４に到達するまでに通信が完了したときに実行される処理である。まず通信完了イベントが発生すると（ステップ２５０）、ステップ２５２で当該通信が通信領域内の車両からの応答か否かが判定される。具体的には、Ｓ１ＩｄｘとＳ２Ｉｄｘとが互いに等しいか否かを判定する。これらが互いに等しければ、図２０に示されるようにこの応答は第１の車両検知器４２よりも手前に存在する搭載車である車両１５０からの応答であると考えられるのでこのイベントを破棄し（ステップ２５２においてＮＯ）、この手順を終了する。一方、Ｓ１ＩｄｘとＳ２Ｉｄｘとが互いに等しくない場合には図２１に示すように通信領域内を走行している搭載車である車両１５０からの通信であると考えられるから、制御はステップ２５４に進む。
【００６４】
ステップ２５４では、Ｓ１Ｉｄｘが指す車両判定バッファに「通信完了」を代入する。さらにステップ２５６で、この通信で得た車両１５０からの情報を元に、周辺機器の制御内容を検討し、Ｓ１Ｉｄｘが指す周辺機器制御バッファに制御内容を記憶する。
【００６５】
以上、図１１〜図２１を参照して説明した処理を実行するソフトウェアをＭＰＵで実行することにより、本願発明の１実施の形態の料金自動収受システムが実現される。
【００６６】
以上のようにこの発明によれば、車両等が高速で単独走行を行う場合にも、また渋滞走行で互いに短い車間距離で通信領域内に進入する場合にも、搭載車／非搭載車の判定を確実にすることができる。その結果、搭載車については確実に移動体の識別を行うことができ、また、非搭載車について確実に判定できる。搭載車を誤って非搭載車と判定してしまったり、後続する搭載車と通信領域内に存在する非搭載車とを入れ替えて認識してしまうおそれも少なくなる。その結果、搭載車／非搭載車の別に応じた処理を確実に行うことができる。またこの発明は、自動車のみならず、他の移動体に対する処理判定システムについても適用することができる。
【００６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明におけるアンテナの通信領域ならびに第１および第２の車両検知器との間の位置関係を示す図である。
【図２】本願発明の実施の形態にかかる自動料金収受システムの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図１〜図２に示す自動料金収受システムの概略構成図である。
【図４】図１〜図３に示すシステムの路側機のブロック図である。
【図５】図１〜図３に示すシステムの車載器のブロック図である。
【図６】図１〜図３に示すシステムにおいて車載器の非搭載車を判別するタイミングを説明するための模式図である。
【図７】図１〜図３に示すシステムにおいて車載器の非搭載車を判別するタイミングを説明するための模式図である。
【図８】図１〜図３に示すシステムにおいて車載器の非搭載車を判別するタイミングを説明するための模式図である。
【図９】図１〜図３に示すシステムにおいて、車載器の非搭載車に対する周辺装置の制御内容を判別するタイミングを説明するための模式図である。
【図１０】図１〜図３に示すシステムにおいて、車載器の非搭載車に対する周辺装置の制御内容を判別するタイミングを説明するための模式図である。
【図１１】路側機４０で行われる初期化処理のフローチャートである。
【図１２】路側機４０で行われる無線通信初期手順終了処理のフローチャートである。
【図１３】図１２に示す処理において通信領域外からの車両の応答を検出したときの状況を説明するための図である。
【図１４】図１２に示す処理において通信領域内からの車両の応答を検出したときの状況を説明するための図である。
【図１５】第１の車両検知器が進入車両を検知したときの処理を示すフローチャートである。
【図１６】前方に車両が存在しないときに第１の車両検知器が進入車両を検知したときの状況を模式的に示す図である。
【図１７】前方に車両が存在するときに第１の車両検知器が進入車両を検知したときの状況を模式的に示す図である。
【図１８】第２の車両検知器が進入車両を検知したときの処理を示すフローチャートである。
【図１９】無線通信完了時の処理のフローチャートである。
【図２０】自動料金収受システムの原理を示すための図である。
【図２１】自動料金収受システムの原理を示すための図である。
【図２２】従来の自動料金収受システムの概略構成を示す図である。
【図２３】従来技術の問題点を示すための図である。
【図２４】従来技術の問題点を示すための図である。
【図２５】従来技術の問題点を示すための図である。
【図２６】従来技術の問題点を示すための図である。
【符号の説明】
３０  自動料金収受システム
４０  路側機
４２  第１の車両検知器
４４  第２の車両検知器
４６  アンテナ
６０、９２  無線部
６２、９４  通信制御部
８０、１２０  ＭＰＵ
【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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