JPH11120396A - 通信車両判定装置及び通信車両判定方法 - Google Patents
通信車両判定装置及び通信車両判定方法Info
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- JPH11120396A JPH11120396A JP9285437A JP28543797A JPH11120396A JP H11120396 A JPH11120396 A JP H11120396A JP 9285437 A JP9285437 A JP 9285437A JP 28543797 A JP28543797 A JP 28543797A JP H11120396 A JPH11120396 A JP H11120396A
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- wireless communication
- radio wave
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- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
- G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
- G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
- G07B15/063—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles
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- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両が通行する施設のゲートを接近して通過
する複数の車両の中で通信車両を特定する。 【解決手段】 通行車両の画像データから車両形状を検
出する車両分類装置１と、無線電波の到来方向を計測す
る方位測定装置３と、車両分類装置１及び方位測定装置
３の出力に基づいて通行車両が通信車両であるか否かを
判定する車両識別部４とを備える。
する複数の車両の中で通信車両を特定する。 【解決手段】 通行車両の画像データから車両形状を検
出する車両分類装置１と、無線電波の到来方向を計測す
る方位測定装置３と、車両分類装置１及び方位測定装置
３の出力に基づいて通行車両が通信車両であるか否かを
判定する車両識別部４とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両が通行する施設
と通行車両との間で無線通信を行う無線通信システムに
おける通信車両判定装置及び通信車両判定方法に関し、
特に通信車両から送信される無線電波の到来方向から通
信車両を特定する電波到来角計測方式を用いた通信車両
判定装置及び通信車両判定方法に関する。
と通行車両との間で無線通信を行う無線通信システムに
おける通信車両判定装置及び通信車両判定方法に関し、
特に通信車両から送信される無線電波の到来方向から通
信車両を特定する電波到来角計測方式を用いた通信車両
判定装置及び通信車両判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両が通行する施設と通行車両との間で
無線通信を行う無線通信システムには、例えば有料道路
を通行する車両に対して無線通信により利用料金を課金
する自動料金収受（以下、自動料金収受のことをＥＴＣ
（Electronic Toll Collection）という）システムがあ
る。ＥＴＣシステムにおいては、車両に無線通信装置と
ＩＣカード等の電子支払手段とが搭載され、有料道路の
料金所（ゲート）に車両の無線通信装置と交信するため
の無線通信装置が設置されている。そして、有料道路の
利用料金の収受は車両及び料金所それぞれの無線通信装
置間の交信によって行われ、利用料金は車両の電子支払
手段から引落とされる。このため、従来の料金所にＥＴ
Ｃ対応車両（以下、ＥＴＣ車両という）の専用レーン又
はＥＴＣ非対応車両（以下、非ＥＴＣ車両という）との
混在レーンを設定することで、ＥＴＣ車両と料金所との
無線通信によってＥＴＣ車両の運転者と接触することな
く料金収受を行うことができる。料金所で車両を停止さ
せることなく有料道路の利用料金を収受することができ
るので、ＥＴＣシステムを用いることによって渋滞によ
る経済的損失の回避や、利用者の利便の促進、課金業務
の省人化等の優れた効果が得られる。
無線通信を行う無線通信システムには、例えば有料道路
を通行する車両に対して無線通信により利用料金を課金
する自動料金収受（以下、自動料金収受のことをＥＴＣ
（Electronic Toll Collection）という）システムがあ
る。ＥＴＣシステムにおいては、車両に無線通信装置と
ＩＣカード等の電子支払手段とが搭載され、有料道路の
料金所（ゲート）に車両の無線通信装置と交信するため
の無線通信装置が設置されている。そして、有料道路の
利用料金の収受は車両及び料金所それぞれの無線通信装
置間の交信によって行われ、利用料金は車両の電子支払
手段から引落とされる。このため、従来の料金所にＥＴ
Ｃ対応車両（以下、ＥＴＣ車両という）の専用レーン又
はＥＴＣ非対応車両（以下、非ＥＴＣ車両という）との
混在レーンを設定することで、ＥＴＣ車両と料金所との
無線通信によってＥＴＣ車両の運転者と接触することな
く料金収受を行うことができる。料金所で車両を停止さ
せることなく有料道路の利用料金を収受することができ
るので、ＥＴＣシステムを用いることによって渋滞によ
る経済的損失の回避や、利用者の利便の促進、課金業務
の省人化等の優れた効果が得られる。
【０００３】このＥＴＣシステムの動作について図１１
を用いて説明する。図１１は従来のＥＴＣシステムの構
成を示す平面図である。料金所に配設された無線通信用
空中線１２１の通信設定領域ＡにＥＴＣ車両１４２が進
入すると、無線通信用空中線１２１を含む料金所の無線
通信装置とＥＴＣ車両１４２に搭載された無線通信装置
１４１との間でＥＴＣのための通信が成立する。しか
し、非ＥＴＣ車両（図示せず）がＥＴＣ車両１４２の専
用レーン又は非ＥＴＣ車両との混在レーンに進入する
と、進入車両との間で通信が行われないので、料金所側
は表示機１０５に「停止」の表示をして非ＥＴＣ車両を
停止させる。そして、料金所が有料道路の入口にあれば
発券機１５１によって通行券を発行し、料金所が有料道
路の出口にあればブース１５２の係員が利用料金の課金
処理を行う。その際、停止の指示に従わない違法車両に
対しては車両ナンバー及び運転者を撮影し、後日その利
用料金を請求する手続きがとられる。
を用いて説明する。図１１は従来のＥＴＣシステムの構
成を示す平面図である。料金所に配設された無線通信用
空中線１２１の通信設定領域ＡにＥＴＣ車両１４２が進
入すると、無線通信用空中線１２１を含む料金所の無線
通信装置とＥＴＣ車両１４２に搭載された無線通信装置
１４１との間でＥＴＣのための通信が成立する。しか
し、非ＥＴＣ車両（図示せず）がＥＴＣ車両１４２の専
用レーン又は非ＥＴＣ車両との混在レーンに進入する
と、進入車両との間で通信が行われないので、料金所側
は表示機１０５に「停止」の表示をして非ＥＴＣ車両を
停止させる。そして、料金所が有料道路の入口にあれば
発券機１５１によって通行券を発行し、料金所が有料道
路の出口にあればブース１５２の係員が利用料金の課金
処理を行う。その際、停止の指示に従わない違法車両に
対しては車両ナンバー及び運転者を撮影し、後日その利
用料金を請求する手続きがとられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＥＴＣのた
めの通信が行われる通信設定領域Ａは領域内に複数台の
車両が同時に存在しにくいように、無線通信用空中線１
２１の手前数メートルの範囲に設定される。しかし、通
信回線はシステムマージンを見込んで設計されるととも
に、無線通信用空中線１２１のビーム成形には限界があ
るため、通信設定領域Ａ外でも通信が成立する場合があ
る。このＥＴＣのための通信が成立する領域を通信可能
領域Ｂという。
めの通信が行われる通信設定領域Ａは領域内に複数台の
車両が同時に存在しにくいように、無線通信用空中線１
２１の手前数メートルの範囲に設定される。しかし、通
信回線はシステムマージンを見込んで設計されるととも
に、無線通信用空中線１２１のビーム成形には限界があ
るため、通信設定領域Ａ外でも通信が成立する場合があ
る。このＥＴＣのための通信が成立する領域を通信可能
領域Ｂという。
【０００５】この通信可能領域Ｂは通信設定領域Ａに比
べて広域になるため、通信可能領域Ｂに複数台の車両が
同時に存在することは容易に起こりうる。このため、図
１２に示すように、非ＥＴＣ車両１４４に続いてＥＴＣ
車両１４２が連続して料金所に進入し、通信可能領域Ｂ
内に非ＥＴＣ車両１４４とＥＴＣ車両１４２とが同時に
存在する場合がある。この場合、先行する非ＥＴＣ車両
１４４とはＥＴＣの通信が成立しないが、後続のＥＴＣ
車両１４２との間で通信が成立する。しかし、ＥＴＣの
ための通信信号が何れの車両から送信されたものである
のか判別できないため、料金所側は非ＥＴＣ車両１４４
との間でＥＴＣの手続きが完了したと誤認して非ＥＴＣ
車両１４４を通過させてしまう。このため、非ＥＴＣ車
両１４４は料金未徴収となり、利用料金の課金処理を正
しく行うことができないという問題が発生した。
べて広域になるため、通信可能領域Ｂに複数台の車両が
同時に存在することは容易に起こりうる。このため、図
１２に示すように、非ＥＴＣ車両１４４に続いてＥＴＣ
車両１４２が連続して料金所に進入し、通信可能領域Ｂ
内に非ＥＴＣ車両１４４とＥＴＣ車両１４２とが同時に
存在する場合がある。この場合、先行する非ＥＴＣ車両
１４４とはＥＴＣの通信が成立しないが、後続のＥＴＣ
車両１４２との間で通信が成立する。しかし、ＥＴＣの
ための通信信号が何れの車両から送信されたものである
のか判別できないため、料金所側は非ＥＴＣ車両１４４
との間でＥＴＣの手続きが完了したと誤認して非ＥＴＣ
車両１４４を通過させてしまう。このため、非ＥＴＣ車
両１４４は料金未徴収となり、利用料金の課金処理を正
しく行うことができないという問題が発生した。
【０００６】本発明は上記した課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、車両が通行する施設の
ゲートを接近して通過する複数の車両の中で通信車両を
特定することにある。
されたものであり、その目的は、車両が通行する施設の
ゲートを接近して通過する複数の車両の中で通信車両を
特定することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、車両が通行する施設のゲートに配
設された第１の無線通信手段と、車両に搭載されかつ第
１の無線通信手段との間で無線通信を行う第２の無線通
信手段と、第１の無線通信手段の近傍に配設されかつ第
２の無線通信手段から送信される無線電波の到来方向の
基準方向に対する到来角度を計測してこの到来角度を出
力する方位測定手段と、車両の画像データを得てこの画
像データを出力する撮像手段と、この撮像手段に接続さ
れかつ画像データを基に車両の形状を検出して車両形状
データを出力する画像処理手段と、方位測定手段及び画
像処理手段に接続されかつ車両形状データを基に第２の
無線通信手段の設置範囲を推定しこの設置範囲を基に車
両が所定の位置に達したときの無線電波の到来角度範囲
を算出し方位測定手段から出力される車両が所定の位置
に達したときの無線電波の到来角度が到来角度範囲内に
あれば所定の位置に達した車両が第２の無線通信手段を
搭載した車両であると判定する車両識別手段とを備えて
いる。すなわち、車両が通行する施設のゲートにおいて
撮像手段で車両の画像データを得て、この画像データを
基に画像処理手段で車両の形状を検出し、画像処理手段
から出力される車両形状データを基に車両に搭載される
第２の無線通信手段の設置範囲を車両識別手段で推定
し、車両が所定の位置に達したときに第２の無線通信手
段が方位測定手段に送信する無線電波の到来方向の基準
方向に対する到来角度の角度範囲を設置範囲を基に車両
識別手段で算出し、方位測定手段から出力される車両が
所定の位置に達したときの無線電波の到来角度が角度範
囲内にあれば所定の位置に達した車両が第２の無線通信
手段を搭載した車両であると車両識別手段で判定する。
るために、本発明は、車両が通行する施設のゲートに配
設された第１の無線通信手段と、車両に搭載されかつ第
１の無線通信手段との間で無線通信を行う第２の無線通
信手段と、第１の無線通信手段の近傍に配設されかつ第
２の無線通信手段から送信される無線電波の到来方向の
基準方向に対する到来角度を計測してこの到来角度を出
力する方位測定手段と、車両の画像データを得てこの画
像データを出力する撮像手段と、この撮像手段に接続さ
れかつ画像データを基に車両の形状を検出して車両形状
データを出力する画像処理手段と、方位測定手段及び画
像処理手段に接続されかつ車両形状データを基に第２の
無線通信手段の設置範囲を推定しこの設置範囲を基に車
両が所定の位置に達したときの無線電波の到来角度範囲
を算出し方位測定手段から出力される車両が所定の位置
に達したときの無線電波の到来角度が到来角度範囲内に
あれば所定の位置に達した車両が第２の無線通信手段を
搭載した車両であると判定する車両識別手段とを備えて
いる。すなわち、車両が通行する施設のゲートにおいて
撮像手段で車両の画像データを得て、この画像データを
基に画像処理手段で車両の形状を検出し、画像処理手段
から出力される車両形状データを基に車両に搭載される
第２の無線通信手段の設置範囲を車両識別手段で推定
し、車両が所定の位置に達したときに第２の無線通信手
段が方位測定手段に送信する無線電波の到来方向の基準
方向に対する到来角度の角度範囲を設置範囲を基に車両
識別手段で算出し、方位測定手段から出力される車両が
所定の位置に達したときの無線電波の到来角度が角度範
囲内にあれば所定の位置に達した車両が第２の無線通信
手段を搭載した車両であると車両識別手段で判定する。
【０００８】車両が縦列で進入するゲートにおいては、
複数台の車両の車間距離が短い場合でも、各車両に対し
て算出される無線電波の到来角度範囲が重なることはな
い。したがって、複数台の車両が接近して走行していて
も、その中で第２の無線通信手段を搭載した車両（すな
わち、通信車両）を特定することができる。
複数台の車両の車間距離が短い場合でも、各車両に対し
て算出される無線電波の到来角度範囲が重なることはな
い。したがって、複数台の車両が接近して走行していて
も、その中で第２の無線通信手段を搭載した車両（すな
わち、通信車両）を特定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明による通
信車両判定装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
であり、通信車両判定装置が有料道路に使用されるＥＴ
Ｃシステムに適用された場合を示している。
て図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明による通
信車両判定装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
であり、通信車両判定装置が有料道路に使用されるＥＴ
Ｃシステムに適用された場合を示している。
【００１０】図１に示す通信車両判定装置では、車両分
類装置１と、第１の無線通信装置２と、方位測定（以
下、方位測定のことをＤＦ（Directional Finding ）と
いう）装置３と、車両識別部４と、表示機５とが料金所
（ゲート）に設置され、第２の無線通信装置４１がＥＴ
Ｃ車両（図示せず）に搭載されている。また、車両分類
装置１は撮像手段としてのテレビカメラ１１及び画像処
理部１２を備え、無線通信装置２は無線通信用空中線２
１及び無線制御部２２を備え、ＤＦ装置３はＤＦ空中線
３１及びＤＦ信号処理部３７を備えている。
類装置１と、第１の無線通信装置２と、方位測定（以
下、方位測定のことをＤＦ（Directional Finding ）と
いう）装置３と、車両識別部４と、表示機５とが料金所
（ゲート）に設置され、第２の無線通信装置４１がＥＴ
Ｃ車両（図示せず）に搭載されている。また、車両分類
装置１は撮像手段としてのテレビカメラ１１及び画像処
理部１２を備え、無線通信装置２は無線通信用空中線２
１及び無線制御部２２を備え、ＤＦ装置３はＤＦ空中線
３１及びＤＦ信号処理部３７を備えている。
【００１１】図１に示すように、テレビカメラ１１の出
力側は画像処理部１２に接続され、無線通信用空中線２
１は無線制御部２２に接続され、ＤＦ空中線３１はＤＦ
信号処理部３７に接続されている。また、ＤＦ信号処理
部３７は無線制御部２２の出力側に接続され、車両識別
部４は画像処理部１２、無線制御部２２及びＤＦ信号処
理部３７それぞれの出力側に接続されており、表示機５
は車両識別部４の出力側に接続されている。
力側は画像処理部１２に接続され、無線通信用空中線２
１は無線制御部２２に接続され、ＤＦ空中線３１はＤＦ
信号処理部３７に接続されている。また、ＤＦ信号処理
部３７は無線制御部２２の出力側に接続され、車両識別
部４は画像処理部１２、無線制御部２２及びＤＦ信号処
理部３７それぞれの出力側に接続されており、表示機５
は車両識別部４の出力側に接続されている。
【００１２】図２は図１に示した通信車両判定装置の斜
視図である。図２に示すように、ＥＴＣレーン６を跨ぐ
ようにアーチ８が配設されており、このアーチ８にはＥ
ＴＣレーン６のほぼ直上に位置するように無線通信用空
中線２１及びＤＦ空中線３１が並べて取り付けられてい
る。無線通信用空中線２１の通信設定領域Ａ近傍の路側
７にはテレビカメラ１１が設置されており、さらに路側
７には画像処理部１２、無線制御部２２、ＤＦ信号処理
部３７及び車両識別部４が収容された筐体９と表示機５
とが設置されている。無線通信装置４１はＥＴＣレーン
６を通行するＥＴＣ車両４２のダッシュボード上に装着
されている。なお、４３はＥＴＣレーン６を通行する車
両である。
視図である。図２に示すように、ＥＴＣレーン６を跨ぐ
ようにアーチ８が配設されており、このアーチ８にはＥ
ＴＣレーン６のほぼ直上に位置するように無線通信用空
中線２１及びＤＦ空中線３１が並べて取り付けられてい
る。無線通信用空中線２１の通信設定領域Ａ近傍の路側
７にはテレビカメラ１１が設置されており、さらに路側
７には画像処理部１２、無線制御部２２、ＤＦ信号処理
部３７及び車両識別部４が収容された筐体９と表示機５
とが設置されている。無線通信装置４１はＥＴＣレーン
６を通行するＥＴＣ車両４２のダッシュボード上に装着
されている。なお、４３はＥＴＣレーン６を通行する車
両である。
【００１３】図１の説明に戻る。無線制御部２２は、例
えば図３に示す無線フレームフォーマットにしたがって
動作する。無線制御部２２は通信スロットに対応して、
無線通信用空中線２１の通信可能領域Ｂにある無線通信
装置４１との間で、予め定められた通信プロトコルにし
たがってＥＴＣのための通信を行う。また、無線制御部
２２はＤＦスロットに対応して、無線通信装置４１から
送信されるＤＦのための無線電波のサンプリングをＤＦ
信号処理部３７に指示する。
えば図３に示す無線フレームフォーマットにしたがって
動作する。無線制御部２２は通信スロットに対応して、
無線通信用空中線２１の通信可能領域Ｂにある無線通信
装置４１との間で、予め定められた通信プロトコルにし
たがってＥＴＣのための通信を行う。また、無線制御部
２２はＤＦスロットに対応して、無線通信装置４１から
送信されるＤＦのための無線電波のサンプリングをＤＦ
信号処理部３７に指示する。
【００１４】また、無線制御部２２は、通信可能領域Ｂ
にある各無線通信装置４１に対して、ＥＴＣのための通
信を行う時間とＤＦのための無線電波を送信する時間と
を割り当てる。これにより、通信可能領域Ｂ内に複数台
の無線通信装置４１が同時に存在しても、無線制御部２
２はＥＴＣ処理とＤＦとを各無線通信装置４１毎に時分
割処理することができる。図３における通信スロット及
びＤＦスロットはそれぞれ４個のスロットを含んでお
り、この場合、無線制御部２２は通信可能領域Ｂにある
４台の無線通信装置４１と同時に交信することができ
る。通信スロット及びＤＦスロットに含まれる各スロッ
ト数は、通信可能領域Ｂに同時走行可能な車両４３の最
大数に対応している。
にある各無線通信装置４１に対して、ＥＴＣのための通
信を行う時間とＤＦのための無線電波を送信する時間と
を割り当てる。これにより、通信可能領域Ｂ内に複数台
の無線通信装置４１が同時に存在しても、無線制御部２
２はＥＴＣ処理とＤＦとを各無線通信装置４１毎に時分
割処理することができる。図３における通信スロット及
びＤＦスロットはそれぞれ４個のスロットを含んでお
り、この場合、無線制御部２２は通信可能領域Ｂにある
４台の無線通信装置４１と同時に交信することができ
る。通信スロット及びＤＦスロットに含まれる各スロッ
ト数は、通信可能領域Ｂに同時走行可能な車両４３の最
大数に対応している。
【００１５】再び図１の説明に戻る。ＤＦ空中線３１
は、無線通信装置４１から送信されるＤＦのための無線
電波を受信して、ＤＦ信号処理部３７に供給する。ま
た、ＤＦ空中線３１は無線通信用空中線２１の近傍に並
べて設置されているため、ＤＦ装置３の有効測定範囲と
無線通信装置２の通信可能領域Ｂとをほぼ一致させるこ
とができる。ＤＦ信号処理部３７は、ＤＦ空中線３１が
受信した無線電波に対して信号処理を行い、この無線電
波の到来角度を計測する。ここでいう無線電波の到来角
度とは、無線電波の受信方向と鉛直方向とのなす角度で
ある。
は、無線通信装置４１から送信されるＤＦのための無線
電波を受信して、ＤＦ信号処理部３７に供給する。ま
た、ＤＦ空中線３１は無線通信用空中線２１の近傍に並
べて設置されているため、ＤＦ装置３の有効測定範囲と
無線通信装置２の通信可能領域Ｂとをほぼ一致させるこ
とができる。ＤＦ信号処理部３７は、ＤＦ空中線３１が
受信した無線電波に対して信号処理を行い、この無線電
波の到来角度を計測する。ここでいう無線電波の到来角
度とは、無線電波の受信方向と鉛直方向とのなす角度で
ある。
【００１６】ＤＦ信号処理部３７は、２素子アレイ空中
線の受信信号の位相差から到来方向を推定するインター
フェロメータの原理に基づいて動作する。素子間隔ｄの
２素子アレイ空中線に、波長λの無線電波が鉛直方向に
対して角度θの方向から入射するとする。このとき、２
素子アレイ空中線を構成する各受信素子Ｍ，Ｎによって
受信される受信信号ＸM ，ＸN （受信信号ＸM ，ＸN は
複素信号である）の位相差Δφは、次の（１）式で表さ
れる。 Δφ＝ＸM ＸN *／｜ＸM ＸN ｜ ＝ｅｘｐ｛２πｄｓｉｎ（θ／λ）｝ （１） ここで、* は複素共役を表す。受信信号ＸM ，ＸN から
位相差Δφがわかれば、（１）式より無線電波の到来角
度θを求められる。
線の受信信号の位相差から到来方向を推定するインター
フェロメータの原理に基づいて動作する。素子間隔ｄの
２素子アレイ空中線に、波長λの無線電波が鉛直方向に
対して角度θの方向から入射するとする。このとき、２
素子アレイ空中線を構成する各受信素子Ｍ，Ｎによって
受信される受信信号ＸM ，ＸN （受信信号ＸM ，ＸN は
複素信号である）の位相差Δφは、次の（１）式で表さ
れる。 Δφ＝ＸM ＸN *／｜ＸM ＸN ｜ ＝ｅｘｐ｛２πｄｓｉｎ（θ／λ）｝ （１） ここで、* は複素共役を表す。受信信号ＸM ，ＸN から
位相差Δφがわかれば、（１）式より無線電波の到来角
度θを求められる。
【００１７】車両分類装置１は、図１に示したように、
テレビカメラ１１と画像処理部１２とによって構成され
る。図２に示したようにテレビカメラ１１は路側７に設
置されており、ＥＴＣレーン６を通過する車両４３の側
面を撮影する。また、画像処理部１２は、テレビカメラ
１１から出力される画像データを基に車両４３の形状を
検出し、この車両形状をモデル化して車両形状データと
して車両識別部４に出力する。
テレビカメラ１１と画像処理部１２とによって構成され
る。図２に示したようにテレビカメラ１１は路側７に設
置されており、ＥＴＣレーン６を通過する車両４３の側
面を撮影する。また、画像処理部１２は、テレビカメラ
１１から出力される画像データを基に車両４３の形状を
検出し、この車両形状をモデル化して車両形状データと
して車両識別部４に出力する。
【００１８】なお、図１に示した通信車両判定装置では
撮像手段としてテレビカメラ１１を用いているが、車両
識別部４が後述する無線通信装置４１の設置範囲を推定
できる程度の画像データを提供できるものであれば、撮
像手段として使用することができる。例えば、ＥＴＣレ
ーン６の上方に配設されたレーザ光等の光源と、この光
源に対して道路横断方向に配設されたＣＣＤカメラとを
備え、ＥＴＣレーン６の車両進行方向に投射された光ビ
ームの反射光を撮像する手段も、ここでいう撮像手段に
含まれる。
撮像手段としてテレビカメラ１１を用いているが、車両
識別部４が後述する無線通信装置４１の設置範囲を推定
できる程度の画像データを提供できるものであれば、撮
像手段として使用することができる。例えば、ＥＴＣレ
ーン６の上方に配設されたレーザ光等の光源と、この光
源に対して道路横断方向に配設されたＣＣＤカメラとを
備え、ＥＴＣレーン６の車両進行方向に投射された光ビ
ームの反射光を撮像する手段も、ここでいう撮像手段に
含まれる。
【００１９】車両識別部４は、画像処理部１２から出力
される車両形状データから、ＤＦのための無線電波の到
来角度範囲を算出する。そして車両識別部４は、車両４
３の先端が所定の位置に達したときの無線電波の到来角
度が、算出した到来角度範囲内にあるかどうかで、車両
４３がＥＴＣ車両４２であるかどうかを識別する。ここ
で、図４〜図６を用いて、無線電波の到来角度範囲の算
出方法について説明する。図４はモデル化された車両４
３における無線通信装置４１の設置範囲を示す側面図で
あり、（Ａ）は４輪車の側面図、（Ｂ）は自動２輪車の
側面図である。また、図５は車両前部の画像データに基
づいてモデル化された車両４３の側面図である。また、
図６はＤＦのための無線電波の到来角度範囲の算出方法
を説明するための説明図である。
される車両形状データから、ＤＦのための無線電波の到
来角度範囲を算出する。そして車両識別部４は、車両４
３の先端が所定の位置に達したときの無線電波の到来角
度が、算出した到来角度範囲内にあるかどうかで、車両
４３がＥＴＣ車両４２であるかどうかを識別する。ここ
で、図４〜図６を用いて、無線電波の到来角度範囲の算
出方法について説明する。図４はモデル化された車両４
３における無線通信装置４１の設置範囲を示す側面図で
あり、（Ａ）は４輪車の側面図、（Ｂ）は自動２輪車の
側面図である。また、図５は車両前部の画像データに基
づいてモデル化された車両４３の側面図である。また、
図６はＤＦのための無線電波の到来角度範囲の算出方法
を説明するための説明図である。
【００２０】図４に示すように、モデル化された車両４
３の側面形状から、無線通信装置４１の設置範囲Ｃを推
定することができる。すなわち、４輪車の場合、ダッシ
ュボード上に無線通信装置４１が設置されると仮定する
と、無線通信装置４１は図４（Ａ）に示す設置範囲Ｃに
あると推定される。また、自動２輪車の場合、ハンドル
を含む前部ボディ上に無線通信装置４１が設置されると
仮定すると、無線通信装置４１は例えば図４（Ｂ）に示
す設置範囲Ｃにあると推定される。ところで、テレビカ
メラ１１によって得られる車両４３の画像は、車両４３
全体の画像でなくてもよい。例えば車両４３の前部の画
像が得られれば、画像処理部１２で車両形状をモデル化
することにより、図５に示すように車両識別部４で無線
通信装置４１の設置範囲Ｃを推定することができるから
である。
３の側面形状から、無線通信装置４１の設置範囲Ｃを推
定することができる。すなわち、４輪車の場合、ダッシ
ュボード上に無線通信装置４１が設置されると仮定する
と、無線通信装置４１は図４（Ａ）に示す設置範囲Ｃに
あると推定される。また、自動２輪車の場合、ハンドル
を含む前部ボディ上に無線通信装置４１が設置されると
仮定すると、無線通信装置４１は例えば図４（Ｂ）に示
す設置範囲Ｃにあると推定される。ところで、テレビカ
メラ１１によって得られる車両４３の画像は、車両４３
全体の画像でなくてもよい。例えば車両４３の前部の画
像が得られれば、画像処理部１２で車両形状をモデル化
することにより、図５に示すように車両識別部４で無線
通信装置４１の設置範囲Ｃを推定することができるから
である。
【００２１】車両４３が所定の位置に到達し、これを検
出することによって読み出された到来角度データは、遅
延誤差により、図６に示すような無線通信装置４１の設
置範囲Ｃを含む範囲Ｄから送出された無線電波の到来角
度データとなる。この範囲ＤをＤＦ電波出力範囲をい
う。ここで遅延誤差とは、ＤＦ装置３による無線電波の
到来角度の演算に伴う遅延と、車両４３が所定の位置に
達してから到来角度データが読み出されるまでに要する
時間とに基づく誤差である。この遅延誤差は見積もるこ
とができるので、無線通信装置４１の設置範囲Ｃを基に
ＤＦ電波出力範囲Ｄを設定することができる。ここでは
簡単のため、ＤＦ電波出力範囲Ｄを車両進行方向がａ、
高さがｂの長方形の範囲とする。
出することによって読み出された到来角度データは、遅
延誤差により、図６に示すような無線通信装置４１の設
置範囲Ｃを含む範囲Ｄから送出された無線電波の到来角
度データとなる。この範囲ＤをＤＦ電波出力範囲をい
う。ここで遅延誤差とは、ＤＦ装置３による無線電波の
到来角度の演算に伴う遅延と、車両４３が所定の位置に
達してから到来角度データが読み出されるまでに要する
時間とに基づく誤差である。この遅延誤差は見積もるこ
とができるので、無線通信装置４１の設置範囲Ｃを基に
ＤＦ電波出力範囲Ｄを設定することができる。ここでは
簡単のため、ＤＦ電波出力範囲Ｄを車両進行方向がａ、
高さがｂの長方形の範囲とする。
【００２２】ＤＦ電波出力範囲ＤからＤＦの角度原点Ｏ
までの距離をＬとし、ＤＦ電波出力範囲Ｄの高さをＨと
すると、ＤＦ電波出力範囲Ｄから送出される無線電波の
到来角度範囲は角度θ1 〜θ2 の範囲となる。このと
き、tanθ1＝Ｌ／（Ｔ−Ｈ），tanθ2＝（Ｌ＋ａ）／
（Ｔ−Ｈ−ｂ）となるから、角度θ1 ，θ2 はそれぞれ
次の（２）式及び（３）式によって求められる。 θ1＝tan-1｛Ｌ／（Ｔ−Ｈ）｝ （２） θ2＝tan-1｛（Ｌ＋ａ）／（Ｔ−Ｈ−ｂ）｝ （３）
までの距離をＬとし、ＤＦ電波出力範囲Ｄの高さをＨと
すると、ＤＦ電波出力範囲Ｄから送出される無線電波の
到来角度範囲は角度θ1 〜θ2 の範囲となる。このと
き、tanθ1＝Ｌ／（Ｔ−Ｈ），tanθ2＝（Ｌ＋ａ）／
（Ｔ−Ｈ−ｂ）となるから、角度θ1 ，θ2 はそれぞれ
次の（２）式及び（３）式によって求められる。 θ1＝tan-1｛Ｌ／（Ｔ−Ｈ）｝ （２） θ2＝tan-1｛（Ｌ＋ａ）／（Ｔ−Ｈ−ｂ）｝ （３）
【００２３】したがって、車両識別部４は車両４３が図
６に示す所定の位置Ｐに達したときの無線電波の到来角
度が、（２）式及び（３）式によって求められた到来角
度範囲（θ1 〜θ2 ）内にあれば、この車両４３をＥＴ
Ｃ車両４２と識別する。なお、ＤＦ装置３によって計測
された無線電波の到来角度にはＤＦ誤差が含まれるた
め、実際に到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）を設定する場合
には、このＤＦ誤差を考慮するものとする。
６に示す所定の位置Ｐに達したときの無線電波の到来角
度が、（２）式及び（３）式によって求められた到来角
度範囲（θ1 〜θ2 ）内にあれば、この車両４３をＥＴ
Ｃ車両４２と識別する。なお、ＤＦ装置３によって計測
された無線電波の到来角度にはＤＦ誤差が含まれるた
め、実際に到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）を設定する場合
には、このＤＦ誤差を考慮するものとする。
【００２４】また、「所定の位置」ＰはＤＦ装置３が無
線電波の到来角度を検出できるような位置に設定され
る。また、車両４３が縦列で進入するゲートにおいて
は、車両４３のＤＦ電波出力範囲Ｄを適切に設定するこ
とによって、車両４３の無線電波の到来角度範囲（θ1
〜θ2 ）がその前後を走行する車両４３の到来角度範囲
（θ1 〜θ2 ）と重ならないようにすることができる。
線電波の到来角度を検出できるような位置に設定され
る。また、車両４３が縦列で進入するゲートにおいて
は、車両４３のＤＦ電波出力範囲Ｄを適切に設定するこ
とによって、車両４３の無線電波の到来角度範囲（θ1
〜θ2 ）がその前後を走行する車両４３の到来角度範囲
（θ1 〜θ2 ）と重ならないようにすることができる。
【００２５】次に、図７〜図９を用いて図１に示した通
信車両判定装置の動作について説明する。図７は図１に
示した無線通信装置２及びＤＦ装置３の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。また、図８は車両識
別部４が作成するＤＦテーブルを示す図である。また、
図９は図１に示した車両識別部４の動作の流れを示すフ
ローチャートである。
信車両判定装置の動作について説明する。図７は図１に
示した無線通信装置２及びＤＦ装置３の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。また、図８は車両識
別部４が作成するＤＦテーブルを示す図である。また、
図９は図１に示した車両識別部４の動作の流れを示すフ
ローチャートである。
【００２６】まず、図７を用いて無線通信装置２及びＤ
Ｆ装置３の動作を説明する。無線通信装置２は、各フレ
ームのはじめにフレーム同期パルスを出力する（図７
（Ａ））。ＥＴＣ車両４２が有料道路の料金所に設けら
れたＥＴＣレーン６に進入してきて、無線通信用空中線
２１の通信可能領域Ｂに入ると、ＥＴＣ車両４２に搭載
された無線通信装置４１はＥＴＣのための通信権を求め
て、料金所に設置された無線通信装置２に信号を送信す
る。
Ｆ装置３の動作を説明する。無線通信装置２は、各フレ
ームのはじめにフレーム同期パルスを出力する（図７
（Ａ））。ＥＴＣ車両４２が有料道路の料金所に設けら
れたＥＴＣレーン６に進入してきて、無線通信用空中線
２１の通信可能領域Ｂに入ると、ＥＴＣ車両４２に搭載
された無線通信装置４１はＥＴＣのための通信権を求め
て、料金所に設置された無線通信装置２に信号を送信す
る。
【００２７】無線通信用空中線２１がこの信号を受信し
て無線制御部２２に送ると、無線制御部２２はこの信号
を送信したＥＴＣ車両４２を車両登録する。さらに無線
制御部２２は、無線通信装置４１とＥＴＣのための通信
を行う通信スロットと、無線通信装置４１がＤＦのため
の無線電波を送信するＤＦスロットとを割り当てる。無
線制御部２２は無線通信装置４１に対して割り当てた通
信スロットに対応して、無線通信装置４１とＥＴＣのた
めの通信を行う。また、無線制御部２２は無線通信装置
４１に対して割り当てたＤＦスロットに対応して、ＤＦ
信号処理部３７にＤＦサンプルパルスを出力する（図７
（Ｂ））。そして無線制御部２２は、車両識別部４に例
としてＥＴＣ車両４２固有の車両ＩＤ、交信成立時刻、
電波照合のためにフレームナンバー及びスロットナンバ
ーを出力する。
て無線制御部２２に送ると、無線制御部２２はこの信号
を送信したＥＴＣ車両４２を車両登録する。さらに無線
制御部２２は、無線通信装置４１とＥＴＣのための通信
を行う通信スロットと、無線通信装置４１がＤＦのため
の無線電波を送信するＤＦスロットとを割り当てる。無
線制御部２２は無線通信装置４１に対して割り当てた通
信スロットに対応して、無線通信装置４１とＥＴＣのた
めの通信を行う。また、無線制御部２２は無線通信装置
４１に対して割り当てたＤＦスロットに対応して、ＤＦ
信号処理部３７にＤＦサンプルパルスを出力する（図７
（Ｂ））。そして無線制御部２２は、車両識別部４に例
としてＥＴＣ車両４２固有の車両ＩＤ、交信成立時刻、
電波照合のためにフレームナンバー及びスロットナンバ
ーを出力する。
【００２８】ＤＦ信号処理部３７は、ＤＦサンプルパル
スに同期して、ＥＴＣ車両４２の無線通信装置４１から
送信されるＤＦのための無線電波をサンプリングし、Ｄ
Ｆサンプルデータを得る（図７（Ｄ））。そして、ＤＦ
信号処理部３７は、このＤＦサンプルデータに対してイ
ンターフェロメータの原理に基づくＤＦ演算を施して無
線電波の到来角度を求め（図７（Ｅ））、得られた到来
角度を車両識別部４に出力する。ＥＴＣ車両４２の無線
通信装置４１はＥＴＣのための通信終了後も、ＥＴＣ車
両４２が所定の位置Ｐに到達するまで、ＤＦのための無
線電波を送信し続ける。その間、ＤＦ信号処理部３７は
その無線電波の到来角度を計測し、車両識別部４に出力
し続ける。
スに同期して、ＥＴＣ車両４２の無線通信装置４１から
送信されるＤＦのための無線電波をサンプリングし、Ｄ
Ｆサンプルデータを得る（図７（Ｄ））。そして、ＤＦ
信号処理部３７は、このＤＦサンプルデータに対してイ
ンターフェロメータの原理に基づくＤＦ演算を施して無
線電波の到来角度を求め（図７（Ｅ））、得られた到来
角度を車両識別部４に出力する。ＥＴＣ車両４２の無線
通信装置４１はＥＴＣのための通信終了後も、ＥＴＣ車
両４２が所定の位置Ｐに到達するまで、ＤＦのための無
線電波を送信し続ける。その間、ＤＦ信号処理部３７は
その無線電波の到来角度を計測し、車両識別部４に出力
し続ける。
【００２９】続いて、図８及び図９を用いて車両分類装
置１及び車両識別部４の動作を説明する。車両識別部４
は図８に示すようなＤＦテーブルを作成し、このＤＦテ
ーブルに無線制御部２２から出力された車両ＩＤ、交信
成立時刻、フレームナンバー、スロットナンバー及びＤ
Ｆ信号処理部３７から出力された到来角度を記憶する。
車両識別部４は、ＥＴＣ車両４２が所定の位置Ｐに到達
して車両分類装置１から車両形状データが出力されるま
で、ＤＦテーブルに記憶されているデータをサンプル周
期毎に出力される新しいデータに逐次更新し続ける。
置１及び車両識別部４の動作を説明する。車両識別部４
は図８に示すようなＤＦテーブルを作成し、このＤＦテ
ーブルに無線制御部２２から出力された車両ＩＤ、交信
成立時刻、フレームナンバー、スロットナンバー及びＤ
Ｆ信号処理部３７から出力された到来角度を記憶する。
車両識別部４は、ＥＴＣ車両４２が所定の位置Ｐに到達
して車両分類装置１から車両形状データが出力されるま
で、ＤＦテーブルに記憶されているデータをサンプル周
期毎に出力される新しいデータに逐次更新し続ける。
【００３０】一方、車両分類装置１において、テレビカ
メラ１１から車両４３の画像データが出力されると、画
像処理部１２はこの画像データから車両４３の形状を検
出する。そして、画像処理部１２は車両４３の先端が所
定の位置Ｐに達したことを検出すると、車両４３の形状
をモデル化して車両形状データとして車両識別部４に出
力する。車両識別部４に車両形状データが入力されると
（ステップＳ１）、車両識別部４はＤＦテーブルに記憶
されている最新のＤＦ用無線電波の到来角度θを読み出
す（ステップＳ２）。
メラ１１から車両４３の画像データが出力されると、画
像処理部１２はこの画像データから車両４３の形状を検
出する。そして、画像処理部１２は車両４３の先端が所
定の位置Ｐに達したことを検出すると、車両４３の形状
をモデル化して車両形状データとして車両識別部４に出
力する。車両識別部４に車両形状データが入力されると
（ステップＳ１）、車両識別部４はＤＦテーブルに記憶
されている最新のＤＦ用無線電波の到来角度θを読み出
す（ステップＳ２）。
【００３１】ここでＤＦテーブルに到来角度データがあ
れば（ステップＳ３）、車両識別部４は、ステップＳ１
で入力された車両形状データを基に車両４３における無
線通信装置４１の設置範囲Ｃを推定し（ステップＳ
４）、更にこの設置範囲Ｃを基にＤＦ電波出力範囲Ｄを
設定する（ステップＳ５）。次に車両識別部４は、ステ
ップＳ１で入力された車両形状データと、ステップＳ５
で設定したＤＦ電波出力範囲Ｄとに基づいて、ＤＦ用無
線電波の到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）を算出する（ステ
ップＳ６）。
れば（ステップＳ３）、車両識別部４は、ステップＳ１
で入力された車両形状データを基に車両４３における無
線通信装置４１の設置範囲Ｃを推定し（ステップＳ
４）、更にこの設置範囲Ｃを基にＤＦ電波出力範囲Ｄを
設定する（ステップＳ５）。次に車両識別部４は、ステ
ップＳ１で入力された車両形状データと、ステップＳ５
で設定したＤＦ電波出力範囲Ｄとに基づいて、ＤＦ用無
線電波の到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）を算出する（ステ
ップＳ６）。
【００３２】次に車両識別部４は、ステップＳ２で読み
出した無線電波の到来角度θと、ステップＳ６で算出し
た到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）とを比較する（ステップ
Ｓ７）。その結果、無線電波の到来角度θが到来角度範
囲（θ1 〜θ2 ）内にあれば、車両識別部４は無線電波
が車両４３から送信されたと判断して、車両４３をＥＴ
Ｃ車両４２と識別する（ステップＳ８）。逆に、無線電
波の到来角度θが到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）内になけ
れば、車両識別部４は無線電波が車両４３から送信され
たものでないと判断して、車両４３を非ＥＴＣ車両と識
別する（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ３でＤＦ
テーブルに到来角度データがなければ、車両識別部４は
車両４３がＤＦのための無線電波を送信していないと判
断して、車両４３を非ＥＴＣ車両と識別する（ステップ
Ｓ１０）。
出した無線電波の到来角度θと、ステップＳ６で算出し
た到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）とを比較する（ステップ
Ｓ７）。その結果、無線電波の到来角度θが到来角度範
囲（θ1 〜θ2 ）内にあれば、車両識別部４は無線電波
が車両４３から送信されたと判断して、車両４３をＥＴ
Ｃ車両４２と識別する（ステップＳ８）。逆に、無線電
波の到来角度θが到来角度範囲（θ1 〜θ2 ）内になけ
れば、車両識別部４は無線電波が車両４３から送信され
たものでないと判断して、車両４３を非ＥＴＣ車両と識
別する（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ３でＤＦ
テーブルに到来角度データがなければ、車両識別部４は
車両４３がＤＦのための無線電波を送信していないと判
断して、車両４３を非ＥＴＣ車両と識別する（ステップ
Ｓ１０）。
【００３３】ステップＳ８で車両４３がＥＴＣ車両４２
と識別された場合、車両４３と料金所との間でＥＴＣが
正しく行われているので、車両識別部４は表示機５に
「進行」を表示して車両４３の通過を促す（ステップＳ
９）。また、ステップＳ１０で車両４３が非ＥＴＣ車両
と識別された場合、車両４３と料金所との間でＥＴＣが
正しく行われていないので、車両識別部４は表示機５に
「停止」を表示して車両４３を停止させ（ステップＳ１
１）、発券機による発券や係員による課金処理を行う。
あるいは、車両ナンバー及び運転者の写真を撮影して、
後日改めて利用料金を請求する。
と識別された場合、車両４３と料金所との間でＥＴＣが
正しく行われているので、車両識別部４は表示機５に
「進行」を表示して車両４３の通過を促す（ステップＳ
９）。また、ステップＳ１０で車両４３が非ＥＴＣ車両
と識別された場合、車両４３と料金所との間でＥＴＣが
正しく行われていないので、車両識別部４は表示機５に
「停止」を表示して車両４３を停止させ（ステップＳ１
１）、発券機による発券や係員による課金処理を行う。
あるいは、車両ナンバー及び運転者の写真を撮影して、
後日改めて利用料金を請求する。
【００３４】ところで、無線通信用空中線２１の通信可
能領域Ｂに複数台のＥＴＣ車両４２が連続して進入して
きた場合、無線制御部２２は各ＥＴＣ車両４２毎に異な
った通信スロット及びＤＦスロットを割り当てる。この
ため、無線制御部２２は各ＥＴＣ車両４２に対してＥＴ
Ｃを時分割して処理することができ、またＤＦ信号処理
部３７は各ＥＴＣ車両４２から送信される無線電波の到
来角度を時分割して計測することができる。したがっ
て、通信可能領域Ｂ内に複数台のＥＴＣ車両４２が同時
に存在しても、各ＥＴＣ車両４２に対してＥＴＣ車両４
２であるか否かの判定は適切に行われる。
能領域Ｂに複数台のＥＴＣ車両４２が連続して進入して
きた場合、無線制御部２２は各ＥＴＣ車両４２毎に異な
った通信スロット及びＤＦスロットを割り当てる。この
ため、無線制御部２２は各ＥＴＣ車両４２に対してＥＴ
Ｃを時分割して処理することができ、またＤＦ信号処理
部３７は各ＥＴＣ車両４２から送信される無線電波の到
来角度を時分割して計測することができる。したがっ
て、通信可能領域Ｂ内に複数台のＥＴＣ車両４２が同時
に存在しても、各ＥＴＣ車両４２に対してＥＴＣ車両４
２であるか否かの判定は適切に行われる。
【００３５】次に、図１０を用いて図１に示したＤＦ装
置３について更に詳細に説明する。図１０はＤＦ装置３
の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、
ＤＦ装置３は、アレイ空中線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
と、切換えスイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、局部発
振器３３と、周波数変換器３４ａ，３４ｂ，３４ｃと、
位相検波器３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、Ａ／Ｄ（アナロ
グ／ディジタル）変換器３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６
ｄ，３６ｅ，３６ｆと、ＤＦ信号処理部３７と、校正信
号発生器３８とによって構成されている。また、図１に
示したＤＦ空中線３１はアレイ空中線３１ａ〜３１ｃに
よって構成されている。
置３について更に詳細に説明する。図１０はＤＦ装置３
の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、
ＤＦ装置３は、アレイ空中線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
と、切換えスイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、局部発
振器３３と、周波数変換器３４ａ，３４ｂ，３４ｃと、
位相検波器３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、Ａ／Ｄ（アナロ
グ／ディジタル）変換器３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６
ｄ，３６ｅ，３６ｆと、ＤＦ信号処理部３７と、校正信
号発生器３８とによって構成されている。また、図１に
示したＤＦ空中線３１はアレイ空中線３１ａ〜３１ｃに
よって構成されている。
【００３６】アレイ空中線３１ａ〜３１ｃはそれぞれ切
換えスイッチ３２ａ〜３２ｃの一方の入力端子に接続さ
れ、校正信号発生器３８は切換えスイッチ３２ａ〜３２
ｃの他方の入力端子に接続されている。周波数変換器３
４ａ〜３４ｃの入力側はそれぞれ切換えスイッチ３２ａ
〜３２ｃの出力端子及び局部発振器３３に接続されてお
り、周波数変換器３４ａ〜３４ｃの出力側はそれぞれ位
相検波器３５ａ〜３５ｃに接続されている。位相検波器
３５ａ〜３５ｃの出力側はそれぞれＡ／Ｄ変換器３６ａ
及び３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄ，３６ｅ及び３６ｆを介
してＤＦ信号処理部３７に接続されている。
換えスイッチ３２ａ〜３２ｃの一方の入力端子に接続さ
れ、校正信号発生器３８は切換えスイッチ３２ａ〜３２
ｃの他方の入力端子に接続されている。周波数変換器３
４ａ〜３４ｃの入力側はそれぞれ切換えスイッチ３２ａ
〜３２ｃの出力端子及び局部発振器３３に接続されてお
り、周波数変換器３４ａ〜３４ｃの出力側はそれぞれ位
相検波器３５ａ〜３５ｃに接続されている。位相検波器
３５ａ〜３５ｃの出力側はそれぞれＡ／Ｄ変換器３６ａ
及び３６ｂ，３６ｃ及び３６ｄ，３６ｅ及び３６ｆを介
してＤＦ信号処理部３７に接続されている。
【００３７】ＤＦ装置３はインターフェロメータの原理
に基づいて無線電波の到来角度を計測するため、各アレ
イ空中線３１ａ〜３１ｃはそれぞれ２個の受信素子Ｍ，
Ｎ（図示せず）から構成されている。また、各アレイ空
中線３１ａ〜３１ｃはＥＴＣレーン６に沿った並びに配
列されている。各アレイ空中線３１ａ〜３１ｃはＤＦの
ための無線電波を受信すると、その受信信号を周波数変
換器３４ａ〜３４ｃに供給する。切換えスイッチ３２ａ
〜３２ｃはアレイ空中線３１ａ〜３１ｃの受信信号と校
正信号発生器３８から送られてくる校正信号とを切換え
る機能を有している。
に基づいて無線電波の到来角度を計測するため、各アレ
イ空中線３１ａ〜３１ｃはそれぞれ２個の受信素子Ｍ，
Ｎ（図示せず）から構成されている。また、各アレイ空
中線３１ａ〜３１ｃはＥＴＣレーン６に沿った並びに配
列されている。各アレイ空中線３１ａ〜３１ｃはＤＦの
ための無線電波を受信すると、その受信信号を周波数変
換器３４ａ〜３４ｃに供給する。切換えスイッチ３２ａ
〜３２ｃはアレイ空中線３１ａ〜３１ｃの受信信号と校
正信号発生器３８から送られてくる校正信号とを切換え
る機能を有している。
【００３８】局部発振器３３は周波数変換器３４ａ〜３
４ｃに対して所定の周波数の信号を出力し、周波数変換
器３４ａ〜３４ｃは局部発振器３３の出力信号により、
アレイ空中線３１ａ〜３１ｃの受信信号を位相検波可能
なＩＦ信号に変換する。位相検波器３５ａ〜３５ｃは周
波数変換器３４ａ〜３４ｃによって周波数変換された受
信信号の位相検波を行う。Ａ／Ｄ変換器３６ａ〜３６ｆ
は位相検波器３５ａ〜３５ｃによって位相検波された受
信信号をディジタル信号に変換し、ＤＦ信号処理部３７
はＡ／Ｄ変換器３６ａ〜３６ｆの出力信号からインター
フェロメータの原理に基づいて受信信号の到来角度を推
定する。
４ｃに対して所定の周波数の信号を出力し、周波数変換
器３４ａ〜３４ｃは局部発振器３３の出力信号により、
アレイ空中線３１ａ〜３１ｃの受信信号を位相検波可能
なＩＦ信号に変換する。位相検波器３５ａ〜３５ｃは周
波数変換器３４ａ〜３４ｃによって周波数変換された受
信信号の位相検波を行う。Ａ／Ｄ変換器３６ａ〜３６ｆ
は位相検波器３５ａ〜３５ｃによって位相検波された受
信信号をディジタル信号に変換し、ＤＦ信号処理部３７
はＡ／Ｄ変換器３６ａ〜３６ｆの出力信号からインター
フェロメータの原理に基づいて受信信号の到来角度を推
定する。
【００３９】次に、図１０を用いてＤＦ装置３の動作に
ついて説明する。ＥＴＣ車両４２に搭載された無線通信
装置４１から送信されたＤＦ用の無線電波は、各アレイ
空中線３１ａ〜３１ｃによって受信される。各アレイ空
中線３１ａ〜３１ｃで受信された信号はそれぞれ、切換
えスイッチ３２ａ〜３２ｃを通過して周波数変換器３４
ａ〜３４ｃに送られる。周波数変換器３４ａ〜３４ｃ
は、受信信号を局部発振器３３が発生する信号と混合
し、位相検波可能なＩＦ信号に変換する。周波数変換器
３４ａ〜３４ｃで周波数変換された受信信号は、位相検
波器３５ａ〜３５ｃで位相検波され、Ａ／Ｄ変換器３６
ａ〜３６ｇでディジタル信号に変換された後、ＤＦ信号
処理部３７に送られる。
ついて説明する。ＥＴＣ車両４２に搭載された無線通信
装置４１から送信されたＤＦ用の無線電波は、各アレイ
空中線３１ａ〜３１ｃによって受信される。各アレイ空
中線３１ａ〜３１ｃで受信された信号はそれぞれ、切換
えスイッチ３２ａ〜３２ｃを通過して周波数変換器３４
ａ〜３４ｃに送られる。周波数変換器３４ａ〜３４ｃ
は、受信信号を局部発振器３３が発生する信号と混合
し、位相検波可能なＩＦ信号に変換する。周波数変換器
３４ａ〜３４ｃで周波数変換された受信信号は、位相検
波器３５ａ〜３５ｃで位相検波され、Ａ／Ｄ変換器３６
ａ〜３６ｇでディジタル信号に変換された後、ＤＦ信号
処理部３７に送られる。
【００４０】Ａ／Ｄ変換器３６ａ〜３６ｇでディジタル
信号に変換された受信信号は、ＤＦ信号処理部３７でイ
ンターフェロメータの原理に基づいて信号処理され、各
々の系統毎に受信信号の到来角度が推定される。このと
き、３個のアレイ空中線３１ａ〜３１ｃの受信信号から
到来角度を推定するため、次の（２）式で表される評価
関数Ｐ（θ）を導入する。
信号に変換された受信信号は、ＤＦ信号処理部３７でイ
ンターフェロメータの原理に基づいて信号処理され、各
々の系統毎に受信信号の到来角度が推定される。このと
き、３個のアレイ空中線３１ａ〜３１ｃの受信信号から
到来角度を推定するため、次の（２）式で表される評価
関数Ｐ（θ）を導入する。
【００４１】
【数１】
【００４２】ここで、Ｒi （θ）はアレイ空中線３１ａ
〜３１ｃの受信素子ｉ（ｉはＭ及びＮである）が受信し
た角度θからの無線電波に対する受信応答である。各受
信素子Ｍ，Ｎで受信した受信信号ＸM ，ＸN の位相差Δ
φを、所定の角度間隔で変化させた受信応答ＲM
（θ），ＲN （θ）について計算すると、式（２）によ
り評価関数Ｐ（θ）は受信信号の到来方向に相当する角
度で最大になる。この評価関数Ｐ（θ）の最大値を捜索
することによって、ＤＦ信号処理部３７は到来角度を推
定することができる。
〜３１ｃの受信素子ｉ（ｉはＭ及びＮである）が受信し
た角度θからの無線電波に対する受信応答である。各受
信素子Ｍ，Ｎで受信した受信信号ＸM ，ＸN の位相差Δ
φを、所定の角度間隔で変化させた受信応答ＲM
（θ），ＲN （θ）について計算すると、式（２）によ
り評価関数Ｐ（θ）は受信信号の到来方向に相当する角
度で最大になる。この評価関数Ｐ（θ）の最大値を捜索
することによって、ＤＦ信号処理部３７は到来角度を推
定することができる。
【００４３】ところで、アレイ空中線３１ａ〜３１ｃと
周波数変換器３４ａ〜３４ｃとを接続するケーブル等の
温度による振幅変動及び位相変動を校正する場合には、
切換えスイッチ３２ａ〜３２ｃを校正信号発生器３８か
ら送られてくる校正信号に切換えて、系の振幅校正及び
位相校正を行う。ここでは、ＤＦ空中線３１が３個のア
レイ空中線３１ａ〜３１ｃからなる場合について説明し
たが、ＤＦ空中線３１を構成するアレイ空中線３１ａ〜
３１ｃの数は３個に限定されない。
周波数変換器３４ａ〜３４ｃとを接続するケーブル等の
温度による振幅変動及び位相変動を校正する場合には、
切換えスイッチ３２ａ〜３２ｃを校正信号発生器３８か
ら送られてくる校正信号に切換えて、系の振幅校正及び
位相校正を行う。ここでは、ＤＦ空中線３１が３個のア
レイ空中線３１ａ〜３１ｃからなる場合について説明し
たが、ＤＦ空中線３１を構成するアレイ空中線３１ａ〜
３１ｃの数は３個に限定されない。
【００４４】以上、ＥＴＣ車両４２に搭載される無線通
信装置４１はダッシュボード上（自動２輪車の場合はハ
ンドルを含む前部ボディ上）に装着されることを前提に
説明したが、無線通信装置４１が他の通信可能な場所に
装着されていても本発明は有効である。また、本実施の
形態では本発明を有料道路に使用されるＥＴＣシステム
に適用する場合について説明したが、本発明の適用分野
はこれに限られたものではない。例えば、有料駐車場等
の入口ゲート又は出口ゲートで無線通信により利用料金
を自動収受する場合にも、本発明は適用可能である。ま
た、料金収受が伴わない場合であっても、車両が通行す
る施設のゲートに接近して連続進入する複数の車両の中
から通信車両を特定する必要がある場合に、本発明は有
効である。
信装置４１はダッシュボード上（自動２輪車の場合はハ
ンドルを含む前部ボディ上）に装着されることを前提に
説明したが、無線通信装置４１が他の通信可能な場所に
装着されていても本発明は有効である。また、本実施の
形態では本発明を有料道路に使用されるＥＴＣシステム
に適用する場合について説明したが、本発明の適用分野
はこれに限られたものではない。例えば、有料駐車場等
の入口ゲート又は出口ゲートで無線通信により利用料金
を自動収受する場合にも、本発明は適用可能である。ま
た、料金収受が伴わない場合であっても、車両が通行す
る施設のゲートに接近して連続進入する複数の車両の中
から通信車両を特定する必要がある場合に、本発明は有
効である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、車両の
画像データを画像処理して車両形状を検出し、方位測定
手段で計測した無線電波の到来角度が車両識別手段で車
両形状を基に算出した到来角度範囲内にあれば、その車
両を通信車両と判定する。車両が縦列で進入するゲート
においては、複数台の車両の車間距離が短い場合でも、
各車両に対して算出される無線電波の到来角度範囲が重
なることはないので、複数台の車両が接近して走行して
いても、その中から通信車両を特定することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、方位測定手段が複
数の第２の無線通信手段から送信される無線電波の到来
角度を時分割してそれぞれ計測することができるので、
第１の無線通信手段の通信領域に複数台の通信車両が同
時に存在しても、各車両に対して通信車両であるか否か
の判定を適切に行うことができる。
画像データを画像処理して車両形状を検出し、方位測定
手段で計測した無線電波の到来角度が車両識別手段で車
両形状を基に算出した到来角度範囲内にあれば、その車
両を通信車両と判定する。車両が縦列で進入するゲート
においては、複数台の車両の車間距離が短い場合でも、
各車両に対して算出される無線電波の到来角度範囲が重
なることはないので、複数台の車両が接近して走行して
いても、その中から通信車両を特定することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、方位測定手段が複
数の第２の無線通信手段から送信される無線電波の到来
角度を時分割してそれぞれ計測することができるので、
第１の無線通信手段の通信領域に複数台の通信車両が同
時に存在しても、各車両に対して通信車両であるか否か
の判定を適切に行うことができる。
【図１】 本発明による通信車両判定装置の一実施の形
態の構成を示すブロック図である。
態の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した通信車両判定装置の斜視図であ
る。
る。
【図３】 無線制御部の動作を規定する無線フレームフ
ォーマットを示す図である。
ォーマットを示す図である。
【図４】 モデル化された車両における第２の無線通信
装置の設置範囲を示す側面図である。
装置の設置範囲を示す側面図である。
【図５】 車両前部の画像データに基づいてモデル化さ
れた車両の側面図である。
れた車両の側面図である。
【図６】 ＤＦのための無線電波の到来角度範囲の算出
方法を説明するための説明図である。
方法を説明するための説明図である。
【図７】 第１の無線通信装置及びＤＦ装置の動作を説
明するためのタイミングチャートである。
明するためのタイミングチャートである。
【図８】 車両識別部が作成するＤＦテーブルを示す図
である。
である。
【図９】 車両識別部の動作の流れを示すフローチャー
トである。
トである。
【図１０】 ＤＦ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 従来のＥＴＣシステムの構成を示す平面図
である。
である。
【図１２】 図１１に示したＥＴＣシステムが正しく動
作しない条件を示す斜視図である。
作しない条件を示す斜視図である。
１…車両分類装置、２，４１…無線通信装置、３…ＤＦ
装置、４…車両識別部、１１…テレビカメラ、１２…画
像処理部、２１…無線通信用空中線、２２…無線制御
部、３１…ＤＦ空中線、３７…ＤＦ信号処理部、４２…
ＥＴＣ車両、４３…車両、Ａ…通信設定領域、Ｂ…通信
可能領域、Ｃ…無線通信装置４１の設置範囲、Ｄ…ＤＦ
電波出力範囲、Ｐ…所定の位置、θ…ＤＦ用無線電波の
到来角度、θ1 ，θ2 …角度。
装置、４…車両識別部、１１…テレビカメラ、１２…画
像処理部、２１…無線通信用空中線、２２…無線制御
部、３１…ＤＦ空中線、３７…ＤＦ信号処理部、４２…
ＥＴＣ車両、４３…車両、Ａ…通信設定領域、Ｂ…通信
可能領域、Ｃ…無線通信装置４１の設置範囲、Ｄ…ＤＦ
電波出力範囲、Ｐ…所定の位置、θ…ＤＦ用無線電波の
到来角度、θ1 ，θ2 …角度。
Claims (5)
- 【請求項１】 車両が通行する施設のゲートに配設され
た第１の無線通信手段と、 前記車両に搭載されかつ前記第１の無線通信手段との間
で無線通信を行う第２の無線通信手段と、 前記第１の無線通信手段の近傍に配設されかつ前記第２
の無線通信手段から送信される無線電波の到来方向の基
準方向に対する到来角度を計測して前記到来角度を出力
する方位測定手段と、 前記車両の画像データを得て前記画像データを出力する
撮像手段と、 前記撮像手段に接続されかつ前記画像データを基に前記
車両の形状を検出して車両形状データを出力する画像処
理手段と、 前記方位測定手段及び前記画像処理手段に接続されかつ
前記車両形状データを基に前記第２の無線通信手段の設
置範囲を推定し、前記設置範囲を基に前記車両が前記所
定の位置に達したときの前記無線電波の到来角度範囲を
算出し、前記方位測定手段から出力される前記車両が前
記所定の位置に達したときの前記無線電波の前記到来角
度が前記到来角度範囲内にあれば前記所定の位置に達し
た前記車両が前記第２の無線通信手段を搭載した前記車
両であると判定する車両識別手段とを備えたことを特徴
とする通信車両判定装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記画像処理手段は、検出した前記車両の形状を基に前
記車両の形状をモデル化して前記車両形状データとして
出力する手段を含むことを特徴とする通信車両判定装
置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、 前記第１の無線通信手段は、前記第１の無線通信手段が
前記第２の無線通信手段と前記無線通信を行う通信領域
内にある複数の前記第２の無線通信手段に対して前記無
線電波を送信する時間を前記各第２の無線通信手段毎に
割り当てる手段を含み、 前記方位測定手段は、前記各第２の無線通信手段から送
信される前記各無線電波の前記各到来角度を時分割して
それぞれ計測する手段を含むことを特徴とする通信車両
判定装置。 - 【請求項４】 車両が通行する施設のゲートにおいて撮
像手段で前記車両の画像データを得て、 前記画像データを基に画像処理手段で前記車両の形状を
検出し、 前記画像処理手段から出力される車両形状データを基に
前記車両に搭載される第２の無線通信手段の設置範囲を
車両識別手段で推定し、 前記車両が所定の位置に達したときに前記第２の無線通
信手段が方位測定手段に送信する無線電波の到来方向の
基準方向に対する到来角度の角度範囲を前記設置範囲を
基に前記車両識別手段で算出し、 前記方位測定手段から出力される前記車両が前記所定の
位置に達したときの前記無線電波の前記到来角度が前記
角度範囲内にあれば前記所定の位置に達した前記車両が
前記第２の無線通信手段を搭載した前記車両であると前
記車両識別手段で判定することを特徴とする通信車両判
定方法。 - 【請求項５】 請求項４において、 検出した前記車両の形状を基に前記画像処理手段で前記
車両の形状をモデル化して前記車両形状データとして出
力することを特徴とする通信車両判定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9285437A JPH11120396A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 通信車両判定装置及び通信車両判定方法 |
| US09/173,741 US6138912A (en) | 1997-10-17 | 1998-10-16 | Vehicle identification system and method using signal arrival angle measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9285437A JPH11120396A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 通信車両判定装置及び通信車両判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11120396A true JPH11120396A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17691519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9285437A Pending JPH11120396A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 通信車両判定装置及び通信車両判定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6138912A (ja) |
| JP (1) | JPH11120396A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001280982A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Toshiba Corp | 自動２輪車の情報提供装置 |
| JP2007261463A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Clarion Co Ltd | 車載カメラのキャリブレーションシステム |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8538801B2 (en) | 1999-02-19 | 2013-09-17 | Exxonmobile Research & Engineering Company | System and method for processing financial transactions |
| JP3641572B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2005-04-20 | 三菱電機株式会社 | Ｅｔｃ情報通信制御用車載器 |
| JP3666406B2 (ja) * | 2001-04-04 | 2005-06-29 | 日本電気株式会社 | ノンストップ料金課金方法及びシステム |
| JP2004227185A (ja) * | 2003-01-21 | 2004-08-12 | Toshiba Corp | アンテナユニットとカード処理システム |
| US6970102B2 (en) * | 2003-05-05 | 2005-11-29 | Transol Pty Ltd | Traffic violation detection, recording and evidence processing system |
| JP4469860B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2010-06-02 | 本田技研工業株式会社 | 車両用灯体検査方法 |
| CA2896121C (en) | 2005-03-18 | 2016-08-30 | Stephen E. Hannah | Two-way communication system for tracking locations and statuses of wheeled vehicles |
| SE528415C2 (sv) * | 2005-03-22 | 2006-11-07 | Kapsch Trafficcom Ab | Ett system i en vägtull |
| US7944368B2 (en) * | 2005-08-25 | 2011-05-17 | Gatekeeper Systems, Inc. | Systems and methods for locating and controlling powered vehicles |
| ES2540578T3 (es) * | 2013-05-13 | 2015-07-10 | Kapsch Trafficcom Ag | Dispositivo para medir la posición de un vehículo o de una superficie de este |
| SG11201804456QA (en) * | 2015-11-30 | 2018-07-30 | Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Ltd | Toll collection system, position measurement method, and program |
| CN106297300A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-01-04 | 石家庄天之琴电子技术开发有限公司 | 特种车辆身份识别*** |
| KR102674973B1 (ko) * | 2018-12-07 | 2024-06-14 | 삼성전자주식회사 | 사용자의 위치를 감지하기 위한 전자 장치 및 그에 관한 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5101200A (en) * | 1989-06-09 | 1992-03-31 | Swett Paul H | Fast lane credit card |
| US5072380A (en) * | 1990-06-12 | 1991-12-10 | Exxon Research And Engineering Company | Automatic vehicle recognition and customer billing system |
| US5310999A (en) * | 1992-07-02 | 1994-05-10 | At&T Bell Laboratories | Secure toll collection system for moving vehicles |
| US5227803A (en) * | 1992-07-22 | 1993-07-13 | Hughes Aircraft Company | Transponder location and tracking system and method |
| DE4310580A1 (de) * | 1993-03-31 | 1994-10-06 | Siemens Ag | Automatisches Gebührenerfassungssystem |
| US5451758A (en) * | 1993-12-08 | 1995-09-19 | Jesadanont; Mongkol | Automatic non-computer network no-stop collection of expressway tolls by magnetic cards and method |
| JPH07325947A (ja) * | 1994-06-01 | 1995-12-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 料金収受システム |
| JPH0886864A (ja) * | 1994-07-20 | 1996-04-02 | Nippondenso Co Ltd | 移動体通信装置 |
| JP3195177B2 (ja) * | 1994-11-18 | 2001-08-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 移動体特定装置 |
| JPH08287308A (ja) * | 1995-04-19 | 1996-11-01 | Hitachi Ltd | 有料道路料金収受装置 |
| US5644119A (en) * | 1995-06-05 | 1997-07-01 | Shell Oil Company | Customer interface for driver |
| JP2918024B2 (ja) * | 1996-04-15 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 車両軌跡追尾装置 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP9285437A patent/JPH11120396A/ja active Pending
-
1998
- 1998-10-16 US US09/173,741 patent/US6138912A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6138912A (en) | 2000-10-31 |
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