(57)【要約】【課題】車両とアンテナとの間の処理をより確実に完了させることができる通信システム及び通信方法を提供する。【解決手段】実施形態の通信システムは、アンテナと、制御部とを持つ。前記アンテナは、道路に設けられ、車両の進行方向に沿って移動可能である。前記制御部は、前記アンテナの電波照射エリアに車両が進入するときに、前記アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と前記アンテナとを通信させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路に設けられ、車両の進行方向に沿って移動可能な第１アンテナと、
前記第１アンテナの電波照射エリアに車両が進入するときに、前記第１アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と前記第１アンテナとを通信させる第１制御部と、
を備える通信システム。
【請求項２】
前記道路を走行する車両の速度を検出するセンサをさらに備え、
前記第１制御部は、前記センサの検出結果に基づき、一定未満の速度で走行する車両に対しては前記第１アンテナを移動させずに前記車両と前記第１アンテナとを通信させ、一定以上の速度で走行する車両に対しては前記第１アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と前記第１アンテナとを通信させる、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
少なくとも一部が前記車両の進行方向に延びたレールをさらに備え、
前記第１アンテナは、前記レールに沿ってスライド移動する、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記レールは、前記車両の進行方向に延びた２つの直線部と、これら２つの直線部の端部同士を繋ぐ２つの接続部とを含む環状に形成され、
前記第１アンテナは、前記レールを一定の方向に周回する、
請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記道路に設けられ、前記車両の進行方向に沿って移動可能な第２アンテナをさらに備え、
前記第１制御部は、前記第１アンテナが所定位置に位置しない状態で車両が通過するときに、前記第２アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と前記第２アンテナとを通信させる、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１制御部は、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの一方を前記車両の進行方向に移動させるときに、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの他方を前記車両の進行方向とは逆方向に移動させる、
請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１制御部は、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナを常に移動させるとともに、前記車両の進行方向に移動中の前記第１アンテナまたは前記第２アンテナと前記車両とを通信させる、
請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
前記車両の進行方向で前記第１アンテナの下流側に位置した第２アンテナを通じて前記車両から情報を読み取り、前記第１アンテナによる所定処理の記録が前記車両に存在しない場合に、前記第２アンテナを通じて前記車両に前記所定処理と同じ処理を行う第２制御部をさらに備える、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項９】
道路に設けられた第１アンテナの電波照射エリアに車両が進入するときに、前記第１アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と通信する、
通信方法。
【請求項１０】
前記道路を走行する車両の速度を検出し、
前記車両の速度の検出結果に基づき、一定未満の速度で走行する車両に対しては前記第１アンテナを移動させずに前記車両と通信し、一定以上の速度で走行する車両に対しては前記第１アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と通信する、
請求項９に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記第１アンテナが所定位置に位置しない状態で車両が通過するときに、前記道路に設けられた第２アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記第２アンテナを通じて前記車両と通信する、
請求項９に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの一方を車両の進行方向に移動させるときに、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの他方を前記車両の進行方向とは逆方向に移動させる、
請求項１１に記載の通信方法。
【請求項１３】
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナを常に移動させるとともに、車両の進行方向に移動中の前記第１アンテナまたは前記第２アンテナを通じて前記車両と通信する、
請求項１１に記載の通信方法。
【請求項１４】
車両進行方向で前記第１アンテナの下流側に位置した第２アンテナを通じて前記車両から情報を読み取り、
前記第１アンテナによる所定処理の記録が前記車両に存在しない場合に、前記第２アンテナを通じて前記車両に前記所定処理と同じ処理を行う、
請求項９に記載の通信方法。
【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】
道路に設置され、走行する車両と通信可能なアンテナが提供されている。
車両とアンテナとの間の処理は、一定以上の時間を要する場合もある。このため、車両が高速で通過する場合などに、通信時間が足りず、車両とアンテナとの間の処理が正常に完了しない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７７０２０号公報
【特許文献２】特開平８−２９３０４９号公報
【特許文献３】特開平８−１８０２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、車両とアンテナとの間の処理をより確実に完了させ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】
【０００５】
実施形態の通信システムは、アンテナと、制御部とを持つ。前記アンテナは、道路に設けられ、車両の進行方向に沿って移動可能である。前記制御部は、前記アンテナの電波照射エリアに車両が進入するときに、前記アンテナを前記車両と同じ方向に移動させながら前記車両と前記アンテナとを通信させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の通信システムの構成例を示す側面図。
【図２】図１中に示された通信システムの構成例を示す上面図。
【図３】図１中に示された通信システムの動作例を示す側面図。
【図４】図１中に示された通信システムの動作例を示す側面図。
【図５】図１中に示された通信システムの処理流れの一例を示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態の通信システムの第１の変形例を示す上面図。
【図７】第１の実施形態の通信システムの第２の変形例を示す上面図。
【図８】第１の実施形態の通信システムの第３の変形例を示す上面図。
【図９】第１の実施形態の通信システムの第４の変形例を示す側面図。
【図１０】第２の実施形態の通信システムの構成例を示す側面図。
【図１１】図１０中に示された通信システムの処理流れの一例を示すフローチャート。
【図１２】第３の実施形態の通信システムの構成例を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の通信システム及び通信方法を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１から図５を参照し、第１の実施形態の通信システム１及び通信方法を説明する。図１は、第１の実施形態に係る通信システム１の構成例を示す。通信システム１は、例えば有料道路（高速道路）に設けられる。通信システム１の一例は、有料道路の出口部分または入口部分に設けられる料金収受システムである。本実施形態の通信システム１は、フリーフローＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムである。なお「フリーフローＥＴＣシステム」とは、車両の通行を規制する発進制御機（発進制御バー）などを用いずに、走行中の車両に対して課金処理を行うシステムである。
【０００９】
図１に示すように、通信システム１は、道路Ｒに設けられたガントリ２と、ガントリ２に設置された無線制御装置３とを備える。無線制御装置３は、道路Ｒを走行中の車両Ｖと無線通信を行い、車両Ｖに対して所定処理（例えば課金処理）を行う。なお以下では、道路Ｒが単一の車線の場合の例を取り上げる。このため本明細書中の「道路」との記載は、適宜「車線」と読み替えてもよい。なお道路Ｒが複数の車線を有する場合は、各車線に無線制御装置３が設置されてもよい。
【００１０】
図２は、ガントリ２及び無線制御装置３の上面図である。ガントリ２は、道路Ｒの上方に位置した天井部２ａを有する。本実施形態の天井部２ａは、車両Ｖの進行方向Ｘ１（以下、車両進行方向Ｘ１と称する）において、比較的大きな長さを有する。天井部２ａの車両進行方向Ｘ１の長さＬ１は、例えば道路Ｒの幅Ｗよりも大きい。
【００１１】
天井部２ａの下面には、レール１１が設けられる。レール１１の一例は、車両進行方向Ｘ１に直線状に延びている。レール１１は、道路Ｒの幅方向の中央部に対応して配置される。なお、道路Ｒが複数の車線を有する場合、レール１１は、各車線の幅方向の中央部に対応して配置される。レール１１の車両進行方向Ｘ１の長さＬ２は、例えば道路Ｒの幅Ｗよりも大きい。
レール１１は、車両進行方向Ｘ１において２つの端部２１，２２を有する。第１端部２１は、車両進行方向Ｘ１の上流側（手前側）の端部である。第２端部２２は、車両進行方向Ｘ１の下流側（奥側）の端部である。
【００１２】
図１に示すように、無線制御装置３は、可動式アンテナ１２（以下、可動アンテナ１２と称する）、センサ１３、及び制御部１４を備える。可動アンテナ１２は、例えばガントリ２の天井部２ａの下面に設けられ、道路Ｒの上方に位置する。可動アンテナ１２は、一定の範囲に亘って道路Ｒを覆う電波照射エリアＡ１を有する。可動アンテナ１２は、電波照射エリアＡ１内に位置する車両Ｖと通信することができる。
【００１３】
可動アンテナ１２は、「第１アンテナ」の一例である。可動アンテナ１２は、レール１１に取り付けられ、レール１１に沿ってスライド移動可能である。すなわち、可動アンテナ１２は、レール１１に案内され、車両進行方向Ｘ１（第１方向）と、その逆方向Ｘ２（第２方向）に移動可能である。詳しく述べると、図２に示すように、可動アンテナ１２は、レール１１の第１端部２１と第２端部２２とに亘る可動域を有する。すなわち、可動アンテナ１２は、レール１１の第１端部２１に位置する第１位置Ｐ１と、レール１１の第２端部２２に位置する第２位置Ｐ２との間で往復移動可能である。可動アンテナ１２は、通常時は、例えば第１位置Ｐ１で待機する。可動アンテナ１２が車両進行方向Ｘ１に移動することで、可動アンテナ１２の電波照射エリアＡ１が車両進行方向Ｘ１に移動する。
【００１４】
図３は、センサ１３（第１センサ）の動作例を示す。センサ１３は、道路Ｒを走行する車両Ｖの速度を検出する速度センサである。センサ１３は、車両進行方向Ｘ１において可動アンテナ１２の電波照射エリアＡ１よりも上流側の位置で、走行する車両Ｖを検出する。具体的には、センサ１３は、走行中の車両Ｖの有無と、走行中の車両Ｖがある場合はその車両Ｖの速度を検出する。センサ１３は、検出した情報を制御部１４に送る。センサ１３の一例は、道路Ｒを走行する車両Ｖを撮らえるカメラであるが、これに限られるものではない。なお、センサ１３は、ガントリ２とは異なる場所に設けられてもよい。
【００１５】
図４は、制御部１４の動作例を示す。制御部１４は、「第１制御部」の一例である。制御部１４は、無線制御装置３の全体を制御する。制御部１４は、電波照射エリアＡ１に車両Ｖが進入するとき、その車両Ｖに連動させて可動アンテナ１２を車両Ｖと同じ方向に移動させる。そして制御部１４は、可動アンテナ１２を車両Ｖと同じ方向に移動させながら、車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させる。
【００１６】
詳しく述べると、可動アンテナ１２は、例えばモータのような駆動源１６によって駆動される。制御部１４は、駆動源１６に制御指示を出すことで可動アンテナ１２を移動させる。制御部１４の一例は、車両Ｖ毎の走行速度に関わらずに、予め任意に設定された所定の速度で可動アンテナ１２を移動させる。なおこれに代えて、制御部１４は、電波照射エリアＡ１に進入する車両Ｖ毎に、異なる速度で可動アンテナ１２を移動させてもよい。制御部１４一例は、センサ１３によって検出された車両Ｖの速度に関する情報に基づき、車両Ｖの走行速度と略同じ速度で可動アンテナ１２を移動させる。また制御部１４は、センサ１３が車両Ｖを検出すると、その車両Ｖが電波照射エリアＡ１に入る前から可動アンテナ１２の助走を開始させてもよい。このような助走を開始させることで、車両Ｖが比較的高速で進入する場合でも、アンテナ１２を車両Ｖの動きにさらに追従させやすくなる。
【００１７】
本実施形態では、制御部１４は、センサ１３の検出結果に基づき、所定条件を満たす場合にだけ、可動アンテナ１２を移動させる。具体的には、制御部１４は、一定未満の速度で走行する車両Ｖに対しては可動アンテナ１２を移動させずに車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させる。一方で、制御部１４は、一定以上の速度で走行する車両Ｖに対しては可動アンテナ１２を車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させる。なお上記「一定未満の速度」の一例は、可動アンテナ１２を移動させなくても、車両Ｖと可動アンテナ１２との間に十分な通信時間が確保可能な車両Ｖの走行速度である。
【００１８】
次に、可動アンテナ１２を通じて制御部１４が行う処理について説明する。
制御部１４は、可動アンテナ１２を車両Ｖと同じ方向に移動させながら、可動アンテナ１２を通じて車両Ｖに対して所定処理を行う。前記所定処理の一例は、車両Ｖに対する通行料金の課金処理である。なお、前記所定処理は、課金処理に限られず、有料道路の入口における通行履歴の書き込み（例えば入口料金所番号及び通行時刻の書き込み）でもよく、有料道路の途中に設けられたチェックポイントの通行履歴の書き込みでもよく、その他の情報の書き込みまたは読み取りでもよい。
【００１９】
ここでは、有料道路の出口料金所に設けられる無線制御装置３について、さらに具体的に説明する。無線制御装置３は、上位システム１８（例えば中央サーバ）に接続される。これにより、制御部１４は、上位システム１８から料金テーブルを受け取る。
【００２０】
制御部１４は、可動アンテナ１２を通じて車両Ｖの車載器Ｖａ（ＥＴＣ車載器）と通信する。制御部１４は、可動アンテナ１２と車載器Ｖａとの通信が確立した後に、可動アンテナ１２を通じて車載器Ｖａ内のＩＣカードＣに対して情報の読み取り及び書き込みを行う。具体的には、制御部１４は、車載器ＶａのＩＣカードＣに記録された通行履歴情報（例えば入口料金所番号）を読み取り、上記料金テーブルを参照することでＩＣカードＣに対して課金処理を行う。また制御部１４は、課金処理が完了すると、ＩＣカードＣの通行履歴情報に、自料金所番号と通行時刻を記録する。制御部１４は、課金処理が完了した後、その明細データを上位システム１８に送る。
【００２１】
制御部１４は、車両Ｖに対する前記所定処理が正常に完了した後、通信を終了し、可動アンテナ１２の移動を停止させる。さらに制御部１４は、可動アンテナ１２を車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動させ、可動アンテナ１２を第１位置Ｐ１に復帰させる。
【００２２】
なお、制御部１４は、車両Ｖに対する前記所定処理が正常に完了した後、可動アンテナ１２の復帰動作をすぐに行ってもよく、すぐに行わなくてもよい。無線制御装置３の一例は、図１中に２点鎖線で示すように、後続車両の有無を検出するセンサ２５（第２センサ）を有してもよい。制御部１４は、センサ２５の検出結果に基づき、後続車両が存在する場合は、可動アンテナ１２の位置をそのまま維持して後続車両に対して前記所定処理を行ってもよい。
【００２３】
次に、通信システム１を用いた通信方法の一例について説明する。  
図５は、制御部１４の処理流れの一例を示す。制御部１４は、まず、センサ１３の検出結果に基づき、一定以上の速度で走行する車両Ｖの有無を判定する（ステップＳ１１）。
【００２４】
制御部１４は、一定以上の速度で走行する車両Ｖが存在すると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、可動アンテナ１２が移動中であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、「可動アンテナ１２が移動中」とは、可動アンテナ１２が車両進行方向Ｘ１に移動中の場合と、車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動中（復帰動作中）の場合とを含む。制御部１４の一例は、可動アンテナ１２が移動中であるか否かの判定として、可動アンテナ１２のその時点の位置（現在位置）を検出する。すなわち、制御部１４は、可動アンテナ１２が第１位置Ｐ１にある場合、可動アンテナ１２が移動中でないと判定する。また制御部１４は、可動アンテナ１２が第１位置Ｐ１にない場合、可動アンテナ１２が移動中であると判定する。
【００２５】
制御部１４は、可動アンテナ１２が移動中でないと判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、可動アンテナ１２を車両進行方向Ｘ１に移動させる（ステップＳ１３）。そして、制御部１４は、可動アンテナ１２を車両進行方向Ｘ１に移動させながら、可動アンテナ１２を通じて車両Ｖに前記所定処理を行う（ステップＳ１４）。前記所定処理が終わると、制御部１４は、可動アンテナ１２の移動を止め、可動アンテナ１２を第１位置Ｐ１に向けて移動させる（ステップＳ１５）。これにより、可動アンテナ１２が第１位置Ｐ１に復帰する。
【００２６】
一方で、制御部１４は、可動アンテナ１２が移動中であると判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、可動アンテナ１２に対して移動に関する追加指示は行わない。制御部１４は、そのまま移動中の可動アンテナ１２を通じて車両Ｖに前記所定処理を行う。
【００２７】
なお、制御部１４は、可動アンテナ１２が車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動中（復帰動作中）に車両Ｖが通過する場合に、可動アンテナ１２の復帰動作を中断して車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させてもよい。すなわち、制御部１４は、復帰動作中の可動アンテナ１２をその場に停止させて車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させてもよく、復帰動作中の可動アンテナ１２を再び車両進行方向Ｘ１に移動させながら車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させてもよい。またこれに代えて、可動アンテナ１２の復帰動作を優先させる場合、制御部１４は、可動アンテナ１２を車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動させながら車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させてもよい。
【００２８】
一方で、制御部１４は、車両Ｖの走行速度が一定未満であると判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、可動アンテナ１２を移動させないまま、可動アンテナ１２を通じて車両Ｖに前記所定処理を行う（ステップＳ１６）。
【００２９】
以上説明した通信システム１及び通信方法によれば、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理をより確実に完了させることができる。
ここで、フリーフローＥＴＣシステムは、走行車線上をノンストップで通行する車両に対して通信を行う。このため、車両が高速で通過する場合などでは、十分な通信時間が確保できずに、車両とアンテナとの間の処理が正常に完了しない場合が考えられる。この解決策として、アンテナの電波照射エリアを広げることが考えられる。しかしこの場合、道路外への電波漏洩が懸念される場合がある。
【００３０】
そこで本実施形態の通信システム１は、可動アンテナ１２と、制御部１４とを備える。可動アンテナ１２は、道路Ｒに設けられ、車両進行方向Ｘ１に沿って移動可能である。制御部１４は、可動アンテナ１２の電波照射エリアＡ１に車両Ｖが進入するときに、可動アンテナ１２を車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと通信させる。
【００３１】
このような構成によれば、アンテナ１２の電波照射エリアＡ１が車両Ｖの動きに連動して移動するため、アンテナ１２の電波照射エリアＡ１内に車両Ｖが滞在する時間を長くすることができる。このため、車両Ｖとアンテナ１２との通信に必要な時間を補うことができる。これにより、高速車両の速度や路車間通信障害などをカバーし、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理をより確実に完了させることができる。例えば、このような構成によれば、車両Ｖに対する課金処理が正常に完了しないことを抑制することができる。
【００３２】
本実施形態では、通信システム１は、道路Ｒを走行する車両Ｖの速度を検出するセンサ１３をさらに備える。制御部１４は、センサ１３の検出結果に基づき、一定未満の速度で走行する車両Ｖに対しては可動アンテナ１２を移動させずに車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させる。一方で、制御部１４は、一定以上の速度で走行する車両Ｖに対しては可動アンテナ１２を車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと可動アンテナ１２とを通信させる。このような構成によれば、車両進行方向Ｘ１に移動可能な状態で可動アンテナ１２が待機する機会が増える。このため、高速車両が進入するときに、その高速車両に可動アンテナ１２がより確実に対応しやすくなる。また上記構成によれば、可動アンテナ１２を移動させるために必要なコストなどを抑えることができる。
【００３３】
本実施形態では、通信システム１は、少なくとも一部が車両進行方向Ｘ１に延びたレール１１をさらに備える。可動アンテナ１２は、レール１１に沿ってスライド移動する。このような構成によれば、可動アンテナ１２が車両進行方向Ｘ１に安定して移動しやすくなる。これにより、車両Ｖと可動アンテナ１２との間の通信の安定性を高めることができる。
【００３４】
制御部１４の一例は、車両Ｖの走行速度と略同じ速度で可動アンテナ１２を移動させる。このような構成によれば、アンテナ１２の電波照射エリアＡ１内に車両Ｖが滞在する時間をさらに長くすることができる。これにより、アンテナ１２と車両Ｖとの間の処理をさらに確実に完了させることができる。一方で、可動アンテナ１２の移動速度が所定値に固定される場合、可動アンテナ１２の制御が簡単になるとともに、可動アンテナ１２の負荷が小さくなる。このため、通信システム１の長期信頼性を向上させることができる。
【００３５】
次に、本実施形態におけるいくつかの変形例を示す。なお、以下に説明する以外の構成は、上記第１の実施形態の構成と同じである。第１から第３の変形例では、レール１１の形状や可動アンテナ１２の個数が上記第１の実施形態とは異なる。第４の変形例では、可動アンテナ１２の構成が上記第１の実施形態の構成とは異なる。
【００３６】
図６は、第１の変形例に係る通信システム１を示す。本変形例では、レール１１は、第１直線部３１（第１レール部）と、第２直線部３２（第２レール部）とを含む。第１直線部３１及び第２直線部３２は、道路Ｒの幅方向に互いに離れるとともに、それぞれ車両進行方向Ｘ１に直線状に延びている。
【００３７】
無線制御装置３は、複数（例えば２つ）の可動アンテナ１２（第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂ）を有する。第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの各々の構成及び機能は、第１の実施形態で説明した可動アンテナ１２と同じである。本変形例では、第１可動アンテナ１２Ａは、「第１アンテナ」の一例である。第２可動アンテナ１２Ｂは、「第２アンテナ」の一例である。なお以下の説明で、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂを区別せずに指す場合は、可動アンテナ１２と称する。
【００３８】
図６に示すように、第１可動アンテナ１２Ａは、レール１１の第１直線部３１に取り付けられ、第１直線部３１に沿って車両進行方向Ｘ１とその逆方向Ｘ２に移動可能である。同様に、第２可動アンテナ１２Ｂは、レール１１の第２直線部３２に取り付けられ、第２直線部３２に沿って車両進行方向Ｘ１とその逆方向Ｘ２に移動可能である。
【００３９】
制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの両方の動作を制御する。制御部１４は、例えば一定以上の速度で走行する車両Ｖが存在する場合、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと通信を行う。
【００４０】
具体的には、制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａが第１位置Ｐ１に位置しない状態で車両Ｖが通過する場合に、第２可動アンテナ１２Ｂを車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと第２可動アンテナ１２Ｂとを通信させる。同様に、制御部１４は、第２可動アンテナ１２Ｂが第１位置Ｐ１に位置しない状態で車両Ｖが通過する場合に、第１可動アンテナ１２Ａを車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと第１可動アンテナ１２Ａとを通信させる。
【００４１】
制御部１４の一例は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を第１位置Ｐ１に待機させ、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの他方を第２位置Ｐ２に待機させる。制御部１４の一例は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両進行方向Ｘ１に移動させるときに、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの他方を車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動させる。すなわち、制御部１４の一例は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両進行方向Ｘ１に移動させることをきっかけに、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの他方を第１位置Ｐ１に復帰させる。
【００４２】
このような構成によれば、上記第１の実施形態の構成に比べて、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理をさらに確実に完了させることができる。
すなわち、可動アンテナ１２は、車両進行方向Ｘ１に移動した後、第１位置Ｐ１に向いて復帰動作を行う。この復帰動作の過程では、可動アンテナ１２は、車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動する。このため、この復帰動作のタイミングで車両Ｖが通過すると、車両Ｖと可動アンテナ１２との間の処理が正常に完了しない可能性がある。
【００４３】
そこで、本変形例の制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａが所定位置（例えば第１位置Ｐ１）に位置しない状態で車両Ｖが通過する場合に、第２可動アンテナ１２Ｂを車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと第２可動アンテナ１２Ｂとを通信させる。このような構成によれば、制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａが復帰動作中のときに、第２可動アンテナ１２Ｂを通じて車両Ｖと通信することができる。これにより、第１可動アンテナ１２Ａが復帰動作中の場合であっても、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理を確実に完了させることができる。
【００４４】
さらに本変形例では、制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両進行方向Ｘ１に移動させるときに、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの他方を車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動させる。このような構成によれば、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの少なくとも一方が常に第１位置Ｐ１の近くに位置するので、一定以上の速度で走行する車両Ｖが続く場合でも、それら車両Ｖに対する処理をより確実に行うことができる。
【００４５】
図７は、第２の変形例に係る通信システム１を示す。本変形例では、レール１１は、環状に形成されている。詳しく述べると、レール１１は、第１直線部４１と、第２直線部４２と、第１接続部４３と、第２接続部４４とを有する。第１直線部４１及び第２直線部４２は、道路Ｒの幅方向に互いに離れるとともに、それぞれ車両進行方向Ｘ１に直線状に延びている。第１直線部４１は、道路Ｒの幅方向における車線の中央部に対応して配置される。一方で、第２直線部４２は、道路Ｒの幅方向における車線の中央部から、道路Ｒの幅方向に偏心した位置に配置される。
【００４６】
第１接続部４３は、例えば曲線部を含み、第１直線部４１の第１端部２１と第２直線部４２の第１端部２１とを接続する。第２接続部４４は、例えば曲線部を含み、第１直線部４１の第２端部２２と第２直線部４２の第２端部２２とを接続する。
【００４７】
本変形例では、一つの可動アンテナ１２が設けられる。可動アンテナ１２は、予め決められた一定の方向に環状のレール１１（環状の可動域）を周回する。可動アンテナ１２は、第１直線部４１に沿って車両進行方向Ｘ１に移動する。可動アンテナ１２は、第２直線部４２に沿って車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動する。
【００４８】
このような構成によれば、可動アンテナ１２が環状のレール１１を一定の方向に周回するので、可動アンテナ１２に加わる負荷が小さくなる。これにより、通信システム１の長期信頼性を高めることができる。また、第１直線部４１が道路Ｒの幅方向における車線の中央部に対応して配置されると、可動アンテナ１２は車線の中央部を車両進行方向Ｘ１に移動することができる。これにより、車両Ｖと可動アンテナ１２との間の通信の安定性を高めることができる。また、第１直線部４１が道路Ｒの幅方向における車線の中央部に対応して配置されると、例えば道路Ｒが複数の車線を有する場合に、隣の車線の車両Ｖと通信することを抑制することができる。
【００４９】
図８は、第３の変形例に係る通信システム１を示す。本変形例では、無線制御装置３は、第１の変形例と同様に、複数（例えば２つ）の可動アンテナ１２（第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂ）を有する。また本変形例のレール１１は、第２の変形例と同様に、環状に形成される。第１直線部４１は、道路Ｒの幅方向における車線の中央部に対応して配置される。第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂは、同一のレール１１を同一方向に周回する。第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂは、環状のレール１１の中心に対して点対称に配置される。
【００５０】
制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの両方の動作を制御する。制御部１４は、一定以上の速度で走行する車両Ｖが存在する場合、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両Ｖと同じ方向に移動させながら車両Ｖと通信させる。制御部１４の一例は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両進行方向Ｘ１に移動させるときに、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの他方を車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動させる。
【００５１】
このような構成によれば、制御部１４は、第１の変形例と同様に、第１可動アンテナ１２Ａが復帰動作中のとき、第２可動アンテナ１２Ｂを通じて車両Ｖと通信することができる。これにより、第１可動アンテナ１２Ａが復帰動作中の場合であっても、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理を確実に完了させることができる。また上記構成によれば、第２の変形例と同様に、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂが一定の方向に周回するので、通信システム１の長期信頼性を高めることができる。さらに上記構成によれば、第１の変形例と異なり、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの両方が、道路Ｒの幅方向における車線の中央部を、車両進行方向Ｘ１に移動することができる。これにより、車両Ｖとアンテナ１２との通信の安定性を高めることができる。
【００５２】
図９は、第４の変形例に係る通信システム１を示す。本変形例では、可動アンテナ１２は、スライド移動すると同時に、車両進行方向Ｘ１に向いて回転可能である。詳しく述べると、本変形例の可動アンテナ１２は、回転軸５１と、この回転軸５１に支持されて電波を照射する電波照射部５２とを有する。可動アンテナ１２は、回転軸５１を回転させることで、電波照射部５２を回転させることができる。電波照射部５２が車両進行方Ｘ１に向けて回転することで、電波照射エリアＡ１が車両進行方向Ｘ１に移動する。本変形例の可動アンテナ１２は、車両進行方向Ｘ１にスライド移動するときに、車両進行方向Ｘ１に向けて電波照射部５２を徐々に回転させる。
【００５３】
このような構成によれば、可動アンテナ１２の可動域が比較的小さく制限される場合、または車両Ｖの速度に比べて可動アンテナ１２の移動速度が遅い場合でも、可動アンテナ１２の電波照射エリアＡ１を車両Ｖの動きに追従させやすくなる。これにより、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理をさらに確実に完了させることができる。
【００５４】
（第２の実施形態）  
次に、図１０及び図１１を参照し、第２の実施形態の通信システム１及び通信方法を説明する。本実施形態の通信システム１は、車両進行方向Ｘ１において可動アンテナ１２の下流側に、固定式アンテナ６２（以下、固定アンテナ６２と称する）を備える。なお、以下に説明する以外の構成は、上記第１実施形態の構成と同様である。
【００５５】
図１０は、第２の実施形態に係る通信システム１の構成例を示す。本実施形態の通信システム１は、第１ガントリ２と、第１無線制御装置３と、第２ガントリ６０と、第２無線制御装置６１とを備える。第１ガントリ２及び第２ガントリ６０は、道路Ｒに設けられる。第２ガントリ６０は、車両進行方向Ｘ１において第１ガントリ２の下流側に位置する。第１無線制御装置３と第２無線制御装置６１とは、互いに独立し、別々に制御される。
【００５６】
第１無線制御装置３は、第１ガントリ２に設置される。第１無線制御装置３は、第１実施形態の無線制御装置３と同じである。すなわち、第１無線制御装置３は、可動アンテナ１２、センサ１３、及び第１制御部１４を備える。なおこれに代えて、第１無線制御装置３は、第１実施形態の第１から第４の変形例のいずれか一つ、またはこれらの変形例の組み合わせの構成を有してもよい。
【００５７】
第２無線制御装置６１は、第２ガントリ６０に設けられる。すなわち、第２無線制御装置６１は、車両進行方向Ｘ１において第１無線制御装置３の下流側に位置する。第１無線制御装置３と第２無線制御装置６１との間で、車両Ｖの流入及び流出は無いものとする。第２無線制御装置６１は、上位システム１８に接続される。第２無線制御装置６１は、固定アンテナ６２と、第２制御部６３とを備える。
【００５８】
固定アンテナ６２は、例えば第２ガントリ６０の下面に設けられ、道路Ｒの上方に位置する。固定アンテナ６２は、一定の範囲に亘って道路Ｒを覆う電波照射エリアＡ２を有する。固定アンテナ６２は、電波照射エリアＡ２内に位置する車両Ｖと通信することができる。固定アンテナ６２は、「第２アンテナ」の他の一例である。固定アンテナ６２は、道路Ｒに対して固定される。
【００５９】
第２制御部６３は、固定アンテナ６２の電波照射エリアＡ２に車両Ｖが進入するとき、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖと通信する。具体的には、第２制御部６３は、車両Ｖの車載器ＶａのＩＣカードＣに書き込まれた情報を、固定アンテナ６２を通じて読み取る。第２制御部６３は、車両Ｖから読み取った情報に基づき、可動アンテナ１２による前記所定処理の記録（例えば所定処理の完了の記録）が車両Ｖに存在しない場合に、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖに前記所定処理と同じ処理を行う。
【００６０】
より詳しく述べると、第２制御部６３は、上位システム１８から料金テーブルを受け取る。また第２制御部６３は、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖの車載器Ｖａと通信する。第２制御部６３は、固定アンテナ６２と車載器Ｖａとの通信が確立した後に、固定アンテナ６２を通じて車載器Ｖａ内のＩＣカードＣから情報を取得する。
【００６１】
具体的には、第２制御部６３は、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖの車載器Ｖａ内のＩＣカードＣから通行履歴情報を読み込む。このとき、読み込んだ通行履歴情報に自料金所番号と所定時間以内の通行時刻が記録されている場合は、第１制御部１４による課金処理が正常に完了しているものとし、第２制御部６３による課金処理を行わない。一方で、前記通行履歴情報に自料金所番号と所定時間以内の通行時刻が記録されていない場合は、第２制御部６３は、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖに通行料金の課金処理を行う。第２制御部６３は、課金処理が完了すると、ＩＣカードＣの通行履歴情報に、固定アンテナ６２を通じて自料金所番号と通行時刻を記録する。第２無線制御装置６１は、課金処理を行った後、その明細データを上位システム１８に送る。
【００６２】
第１制御部１４は、可動アンテナ１２が所定位置（例えば第１位置Ｐ１）に対して車両進行方向Ｘ１の下流側に位置する場合、例えば車両Ｖと固定アンテナ６２とが通信している間に可動アンテナ１２を前記所定位置に向けて移動させる。
【００６３】
次に、本実施形態の通信方法の一例について説明する。なお、第１制御部１４の処理流れは、第１の実施形態と同じである。
図１１は、第２制御部６３の処理流れの一例を示す。第２制御部６３は、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖの車載器ＶａのＩＣカードＣから通行履歴情報を取得する（ステップＳ２１）。第２制御部６３は、車両Ｖの通行履歴情報に、可動アンテナ１２による前記所定処理の記録が残っているか否かを判定する（ステップＳ２２）。第２制御部６３は、前記所定処理の記録が車両Ｖに残っている場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、車両Ｖに対する通信を完了する。一方、第２制御部６３は、前記所定処理の記録が車両Ｖに残っていない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）は、固定アンテナ６２を用いて前記所定処理と同じ処理（例えば課金処理）を行う（ステップＳ２３）。
【００６４】
このような構成の通信システム１及び通信方法によれば、第１の実施形態の構成に比べて、車両Ｖとアンテナとの間の処理をさらに確実に完了させることができる。
すなわち、上述したように、可動アンテナ１２の復帰動作のタイミングで車両Ｖが通過すると、車両Ｖと可動アンテナ１２との間の通信が正常に行われない可能性がある。
【００６５】
そこで本実施形態の通信システム１は、固定アンテナ６２と、第２制御部６３とをさらに備える。固定アンテナ６２は、車両進行方向Ｘ１において可動アンテナ１２の下流側に位置する。第２制御部６３は、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖから情報を読み取る。第２制御部６３は、可動アンテナ１２による所定処理の記録が車両Ｖに存在しない場合に、固定アンテナ６２を通じて車両Ｖに前記所定処理と同じ処理を行う。このような構成によれば、可動アンテナ１２の復帰動作中に通過し、可動アンテナ１２による処理が正常に完了していない車両Ｖに対しても、前記所定処理を確実に完了させることができる。
【００６６】
本実施形態では、第１制御部１４は、可動アンテナ１２が所定位置（例えば第１位置Ｐ１）に対して車両進行方向Ｘ１の下流側に位置する場合に、車両Ｖと固定アンテナ６２とが通信している間に可動アンテナ１２を前記所定位置に向けて移動させることができる。このような構成によれば、後続車両の存在を気にせずに可動アンテナ１２の復帰動作を行うことができる。このため、次に進入する高速車両に備えて、可動アンテナ１２を比較的早めに第１位置Ｐ１まで復帰させることができる。これにより、車両Ｖと可動アンテナ１２との間の通信をさらに確実に完了させることができるようになる。
【００６７】
本実施形態では、固定アンテナ６２は、道路Ｒに対して固定されている。このような構成によれば、通信システム１の製造コスト及びランニングコストを低く抑えることができる。
【００６８】
本実施形態では、第１制御部１４と第２制御部６３とは、互いに独立している。このような構成によれば、第１無線制御装置３及び第２無線制御装置６１のどちらかが故障した場合でも、運用の継続を図ることができる。すなわち、第１無線制御装置３及び第２無線制御装置６１のどちらかが故障した場合でも、道路Ｒを走行する車両Ｖに対する処理（例えば課金処理）を続けることができる。換言すれば、本実施形態の通信システム１は、第１無線制御装置３と第２無線制御装置６１とによってシステムが二重化されている。
【００６９】
（第３の実施形態）
次に、図１２を参照して、第３の実施形態の通信システム１及び通信方法について説明する。本実施形態の通信システム１は、センサ１３を有しない。本実施形態の通信システム１は、可動アンテナ１２を常に移動させる。以下に説明する以外の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【００７０】
詳しく述べると、本実施形態の第１無線制御装置３の一例は、上記第１の実施形態の第１の変形例または第３の変形例と同様に、複数の可動アンテナ１２（第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂ）を有する。本実施形態の制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂを常に移動させる。なお本明細書における「常に移動させる」とは、移動方向の転換のために一時的に停止させて再び移動させることを含む。
【００７１】
第１制御部１４は、例えば、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂを交互に車両進行方向Ｘ１に向けて移動させる。第１制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの一方を車両進行方向Ｘ１に向けて移動させるとともに、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂの他方を車両進行方向とは逆方向Ｘ２に移動させる。
【００７２】
制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂのうち、車両進行方向Ｘ１に移動中のアンテナ１２から常に電波を放出する。制御部１４は、車両進行方向Ｘ１に移動中のアンテナ１２の電波照射エリアＡ１に車両Ｖが進入するとき、そのアンテナ１２を用いて車両Ｖと通信を確立し、前記所定処理を行う。
【００７３】
このような構成の通信システム１及び通信方法によれば、車両Ｖとアンテナ１２との間の処理をより確実に完了させることができる。特に本実施形態では、制御部１４は、第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂを常に移動させるとともに、車両進行方向Ｘ１に移動中の第１可動アンテナ１２Ａ及び第２可動アンテナ１２Ｂを通じて車両Ｖと通信する。このような構成によれば、センサ１３を省略することができる。これにより、部品点数の削減を通じて、通信システム１のコストダウンを図ることができる。
【００７４】
以上、いくつかの実施形態とその変形例について説明したが、実施形態の通信システム１及び通信方法は上記説明に限られるものではない。例えば、通信システム１は、３つ以上の可動アンテナ１２を有してもよい。また第３の実施形態において、第２無線制御装置６１は省略されてもよい。第１から第３の実施形態及びそれらの変形例が適用な通信システムは、料金収受システムに限らず、他の種々の通信システムが広く該当する。これらの実施形態及び変形例が適用な通信システムの一例は、交通情報またはその他の情報を車両に送信するものでもよい。
【００７５】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、通信システムは、車両の進行方向に沿って移動可能なアンテナを持つことにより、車両とアンテナとの間の処理をより確実に完了させることができる。
【００７６】
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】
【００７７】
１…通信システム、１１…レール、１２…可動式アンテナ（第１アンテナ）、１２Ａ…第１可動式アンテナ（第１アンテナ）、１２Ｂ…第２可動式アンテナ（第２アンテナ）、１４…制御部（第１制御部）、４１，４２…直線部、４３，４４…接続部、６２…固定アンテナ（第２アンテナ）、６３…第２制御部、Ａ１，Ａ２…電波照射エリア、Ｒ…道路、Ｖ…車両、Ｘ１…車両進行方向、Ｘ２…車両進行方向とは逆方向。
【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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