JPH10105753A - 路車間通信機構及びノンストップ自動料金収受機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノンストップ自動料金収受機構等において、
無線通信による料金収受を短時間で確実に行えるように
する。 【解決手段】 通信フレームにおいて時分割によりスロ
ットそれぞれを設定し、それらスロットを車載機器それ
ぞれに対応させて路上機器と車載機器それぞれとの間に
おいて時分割多元接続により通信を行う路車間通信機構
において、通信領域内の車両の台数の計数手段１２と、
スロット数を前記台数の計数値に対応して可変に設定す
るスロット数設定手段１２、２０とを備える路車間通信
機構、及び、その路車間通信機構において料金収受を行
うノンストップ自動料金収受機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、路車間通信機構
及びそれにより料金収受を行うノンストップ自動料金収
受機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高速道路等の料金収受を、人手を
介することなく無線通信により行うノンストップ自動料
金収受機構が開発されている。すなわち、このようなノ
ンストップ自動料金収受機構では、料金所上流側の所定
位置においてセンサにより車種を判別し、次の位置に設
けられたアンテナにおいて交信することでその車種に対
応する料金を収受し、その収受が完了した時点において
下流側のゲートを開放し、これにより、車両は走行を中
断することなく料金所を通過できるようになっている。

【０００３】このようにして、車両が料金所をスムーズ
に通過できるようにし、料金所における渋滞発生を防止
できるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなノンスト
ップ自動料金収受機構における通信による料金収受は、
１つのチャンネルにおいて１台の車両が前後方向長さが
４〜５ｍ程度の通信領域に侵入してくる毎に行われる
が、仮に２台の二輪車が並走状態で侵入してくるとそれ
ぞれの二輪車に別途通信が行えないので料金収受が行え
なくなる。そこで、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）による
無線通信によって料金収受を行うことが考えられる。

【０００５】時分割多元接続の場合、通信フレームを時
分割して所定数のスロットそれぞれを設定し、それらス
ロットを車載機器それぞれに対応させて通信を行うの
で、上記のように２台の二輪車が侵入してきても料金収
受が可能となる。しかしながら、上記のように通信領域
への侵入は通常４輪車が１台の場合が大半であるのでス
ロット数を多数に設定するとフレームにおいて空きスロ
ットが生じる場合が多くなり、すなわち、フレームが空
きスロット分長くなって通信時間が長くなるという問題
が発生した。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みて行ったもの
で、時分割多元接続による路車間通信が、短時間で確実
に行えるようにすることを目的とする。

【０００７】さらには、ノンストップ自動料金収受機構
における無線通信による料金収受が、短時間で確実に行
えるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明では、路車間通信機構を、通信フレームにおいて
時分割によりスロットそれぞれを設定し、それらスロッ
トを車載機器それぞれに対応させて路上機器と車載機器
それぞれとの間において時分割多元接続により通信を行
う路車間通信機構において、通信領域内の車両の台数の
計数手段と、前記スロット数を前記台数の計数値に対応
して可変に設定するスロット数設定手段とを備える構成
とした。

【０００９】上記の構成によれば、通信領域に侵入する
車両の台数に対応して通信フレームのスロット数が変化
し、これにより、通信領域の車両が増加した場合のみス
ロットが増加されるので、常に、必要最小の通信時間に
おける通信が可能となる。

【００１０】また、上記の計数手段は、通信領域を撮像
する画像センサにより得られる画像での車両の計数を行
う構成、または、通信領域の上流側と下流側とに配置さ
れる車両の検知センサそれぞれによる検知数の差に基づ
いて計数を行う構成ににより実現され、上記検知センサ
としてはレーザセンサが好適に用いられる（請求項２、
３、４記載の発明）。

【００１１】また、上記の路車間通信機構はノンストッ
プ自動料金収受機構において好適に用いられ（請求項５
記載の発明）、また、自動運転システムにおいても好適
に用いられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図ｌはノンストップ自動料金収受
機構の全体構成を示す。

【００１３】１のそれぞれは料金所アイランドで、その
間に車両の通行路２のそれぞれが配置されている。料金
所アイランド１上の最上流位置には光学式車両軸数計４
が備えられるとともに、その光学式車両軸数計４の上方
に位置するようにレーザ式車両検知装置５が支持バー７
に取り付けられている。料金所アイランド１それぞれの
後半部を覆う位置には屋根１０が配置され、その屋根１
０の前部の通行路２に対応する位置には、ＣＣＤカメラ
１２、信号灯１３、無線質問アンテナ１４のそれぞれが
取り付けられている。料金所アイランド１の中央位置よ
り若干下流側位置には監視ボックス１６が設けられ、さ
らに、その下流側には案内表示器１５、車両の撮像機１
７が設けられ、最も下流側には前後開閉式阻止機１８が
設けられている。

【００１４】図２はその電気的な接続構成を示し、マイ
クロコンピュータよりなる制御部２０に上記各要素が接
続され、光学式車両軸数計４、レーザ式車両検知装置
５、ＣＣＤカメラ１２それぞれからの信号が制御部２０
に与えられ、また、制御部２０から無線質問アンテナ１
４、案内表示器１５、撮像機１７、前後開閉式阻止機１
８それぞれに作動制御信号が与えられるようになってい
る。上記の制御部２０は、監視ボックス１６内に制御機
器２５として設けられ、その制御機器２５には操作部２
１、表示部２２が一体に設けられている。

【００１５】上記において、ＣＣＤカメラ１２と制御部
２０とが計数手段を構成し、また、制御部２０がスロッ
ト数設定手段を構成する。

【００１６】以下、図３を参照して、ノンストップ自動
料金収受機構の動作説明を行う。

【００１７】ノンストップ自動料金収受機構のエリアに
車両が到達すると、まずレーザ式車両検知装置５で車
幅、車高を計測することにより車種を検知するととも
に、ＣＣＤカメラ１２で通信領域Ｒ全体を撮像して車両
のナンバープレートを撮像しその車両数と車両番号認識
を行い、さらに、光学式車両軸数計４で車両の軸数を計
測し、制御部２０はこれらの情報を総合的に判断して車
種の判別を行うとともに、通信領域Ｒ内の車両数を判定
する（ステップ１）。

【００１８】そして、ステップ１で仮に４輪車と判断
し、通信領域Ｒ内車両数を「１」とする場合は、無線質
問機アンテナ４により車両の車載機１９と無線交信する
ことで車種に対応する料金の収受を開始する（ステップ
２）。

【００１９】図４は通信データを示す図であり、通信デ
ータＤは通信フレームＦが時分割されてスロットＳそれ
ぞれを持つ構成となっており、Ｘで示す範囲のフレーム
ＦではスロットＳの数は「２」となっていて１つを空き
スロットとして使用している。各スロットＳは、無線質
問アンテナ１４側から車載機器側への下り通信パケット
Ｐ１と車載機器側から無線質問アンテナ１４側への上り
通信パケットＰ２とからなる。そして、上記のように車
両数が「１」の場合は、Ｘで示すスロットＳ数を「２」
とする部分で通信を行う。

【００２０】上記の空きスロットは、リンクが確立して
いない車載機器との通信のために使用され、この空きス
ロットでリンクの確立していない車載機器はリンク確立
要求を行う。上記のように、常に空きスロットを１つ設
けているのは、複数の車載機器から同時にリンク確立要
求が上げられて衝突する確立を下げるためであり、１つ
に限定されるものではない。

【００２１】図５は無線質問アンテナ１４と車載器１９
との間の通信内容を示す図であり、通信は接続、書込、
切断の３ステップよりなり、書込のステップにおいて、
例えば、車載器１９にセットされるプリペイドカードに
おいて料金の減算書き換えがなされる。上記それぞれの
ステップの動作が上記の１スロットにおいてなされ、し
たがって、１台の車両との交信には３スロット、すなわ
ち、３フレームを要することとなる。

【００２２】そして、収受が完了すると（ステップ
３）、案内表示器１５はその赤色点灯を青色点灯に切り
替え（ステップ４）、また、前後開閉式阻止機１８が開
き状態となり（ステップ５）、これにより車両はその表
示を確認してノンストップで料金所を通過できる。そし
て、通過する車両が撮像機１７によりビデオ撮影される
（ステップ６）。このビデオ撮影は不正防止対策として
通過車両情報を記録するために行われる。

【００２３】上記ステップ３において、例えば、車載機
側に装着される料金カードの料金が不足していて時間Ｔ
が経過して設定時間ａ内に料金収受ができない場合は、
監視ボックス１６内で表示部２２がその旨を表示し（ス
テップ７、８）、その場合には監視員が監視ボックス１
６を出て直接に車両の乗務者から料金を収受する。そし
て、操作部２１の操作により、案内表示器１５の点灯を
切り替え、前後開閉式阻止機１８を開く。

【００２４】上記のステップ１で二輪車と判断した場合
は、ＣＣＤカメラ１２で得られる画像においてそれら二
輪車が群をなしているかいないかを判断する（ステップ
９）。そして、二輪車が１台で群をなさないと判断する
と、ステップ２に移行し、以降は四輪車と場合と同様の
動作を行う。

【００２５】これに対し、群をなすと判断する場合はス
ロット数を増加する（ステップ１０）。すなわち、二輪
車が２台並んだ場合はスロット数を「３」に、二輪車が
３台並んだ場合はスロット数を「４」に設定変更する。
これにより、通信データＤは、例えば図４に示すよう
に、スロット数を「２」とするＸで示す部分からスロッ
ト数を「３」とするＹとする部分に切り替えられる。そ
して、さらに、それら二輪車の台数を記憶し（ステップ
１１）、車両の車載機器と無線交信することで料金の収
受を開始する（ステップ１２）。この料金収受の通信
が、上記のように増加されたスロットにおいて支障なく
行われる。

【００２６】次に、その台数総てにおける料金収受が完
了したかどうかを判断し（ステップ１３）、完了した場
合はステップ４に移行する。このようにして、１台の二
輪車の料金収受がなされて前後開閉式阻止機１８が開く
際に、他の二輪車が並走することで前後開閉式阻止機１
８部分を通過することができないようにしている。

【００２７】上記のように、複数の二輪車に対する料金
収受が支障なく行われ、また、通信領域の車両が増加し
た場合のみスロットが増加されるので、常に、必要最小
の通信時間における通信によって料金収受が可能とな
る。

【００２８】図６は上記実施形態の変形例を示す。この
変形例では計数手段を構成する車両の検知センサとして
通信領域Ｒの上流側と下流側とに設けた１対のレーザセ
ンサを用いている。すなわち、レーザ式車両検知装置５
それぞれを上流側のレーザセンサとし、さらに、下流側
にレーザ式車両検知装置２９それぞれを用いている。図
７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はレーザ式車両検知装置５、２９
によって得られる画像例を示し、（Ａ）における画像Ｇ
１は二輪車Ｎが１台ある状態、（Ｂ）における画像Ｇ２
は二輪車が２台並んだ状態、（Ｃ）における画像Ｇ２は
二輪車が３台並んだ状態をそれぞれ示し、これら画像か
ら車両数を判定する。

【００２９】そして、レーザ式車両検知装置５の検知に
基づく車両数からレーザ式車両検知装置２９の検知に基
づく車両数を減算することで通信領域Ｒにおける車両数
の計数を行うようにしている。

【００３０】上記の実施形態においては、ノンストップ
自動料金収受機構について示したが、本発明の路車間通
信機構は下記のように自動運転システム（ＡＨＳ）に実
施することも可能である。

【００３１】すなわち、図８に示すように、高速道路等
において例えば２００ｍ間隔毎にＣＣＤセンサ等のセン
サ３０が設けられ、２００ｍ程度の長さの通信領域Ｒの
車両数を計数して、上記の実施態様と同様にその車両の
計数値に対応するようにフレームにおけるスロット数を
変化させて路側機３２と車両３３間において通信を行っ
て、車両の自動運転を行うものである。この場合、計数
車両台数が多くなることでスロット数も上記実施例に比
して多くなる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、時分割多元接続によ
る路車間通信が短時間で確実に行えるようになる。

【００３３】さらには、ノンストップ自動料金収受機構
における無線通信による料金収受が短時間で確実に行え
るようになり、これにより、二輪車等の複数台の通過の
場合も料金収受が支障なくできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態におけるノンストッ
プ自動料金収受機構の外観構成図

【図２】この発明の第１の実施形態におけるノンストッ
プ自動料金収受機構の電気的接続を示す図

【図３】この発明の第１の実施形態におけるノンストッ
プ自動料金収受機構の動作説明のためのフローチャート

【図４】通信データの説明図

【図５】通信動作の説明図

【図６】この発明のノンストップ自動料金収受機構の第
１の実施形態の変形例の外観構成図

【図７】二輪車の画像図であり、（Ａ）は１台、（Ｂ）
は２台並走、（Ｃ）は３台並走の場合を示す

【図８】この発明の第２の実施形態におけるノンストッ
プ自動料金収受機構の外観構成図

【符号の説明】

１２ ＣＣＤカメラ（計数手段） ２０ 制御部（計数手段、スロット数設定手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信フレームにおいて時分割によりスロ
   ットそれぞれを設定し、それらスロットを車載機器それ
   ぞれに対応させて路上機器と車載機器それぞれとの間に
   おいて時分割多元接続により通信を行う路車間通信機構
   において、 通信領域内の車両の台数の計数手段と、 前記スロット数を前記台数の計数値に対応して可変に設
   定するスロット数設定手段と、 を備えることを特徴とする路車間通信機構。
2. 【請求項２】 前記計数手段が、前記通信領域を撮像す
   る画像センサを備え、その画像センサにより得られる画
   像での車両の計数を行うものである請求項１記載の路車
   間通信機構。
3. 【請求項３】 前記計数手段が、前記通信領域の上流側
   と下流側とに配置される車両の検知センサそれぞれを備
   え、それら検知センサによる検知数の差に基づいて計数
   を行うものである請求項１記載の路車間通信機構。
4. 【請求項４】 前記車両の検知手段をレーザセンサとす
   る請求項３記載の路車間通信機構。
5. 【請求項５】 前記路車間通信機構により料金の収受を
   行うことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
   ノンストップ自動料金収受機構。