JPH1186056A - 電波到来角計測による通信車両判定装置 - Google Patents
電波到来角計測による通信車両判定装置Info
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- JPH1186056A JPH1186056A JP9250453A JP25045397A JPH1186056A JP H1186056 A JPH1186056 A JP H1186056A JP 9250453 A JP9250453 A JP 9250453A JP 25045397 A JP25045397 A JP 25045397A JP H1186056 A JPH1186056 A JP H1186056A
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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】 車両の進入を検出する第１の車両検知器
１ｂと、第２の無線通信装置１１からの無線電波の到来
方向を計測する方位測定手段３と、第１の車両検知器１
ｂが車両の進入を検出したときの無線電波の到来方向に
基づいて進入車両が第２の無線通信装置１１を搭載した
車両であるか否かを判定する車両識別手段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】 車両の進入を検出する第１の車両検知器
１ｂと、第２の無線通信装置１１からの無線電波の到来
方向を計測する方位測定手段３と、第１の車両検知器１
ｂが車両の進入を検出したときの無線電波の到来方向に
基づいて進入車両が第２の無線通信装置１１を搭載した
車両であるか否かを判定する車両識別手段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
関し、特にその施設のゲートを複数の車両が接近して通
過する場合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による通信車
両判定装置に関する。
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
関し、特にその施設のゲートを複数の車両が接近して通
過する場合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による通信車
両判定装置に関する。
【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１２
を用いて説明する。図１２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１１２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１１２に搭載された無線通信装置
１１１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１１２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１１５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１１６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１２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１１２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１１２に搭載された無線通信装置
１１１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１１２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１１５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１１６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
領域という。
【０００５】この通信可能領域は通信設定領域Ａに比べ
て広域になるため、通信可能領域に複数台の車両が同時
に存在することが容易に起こりうる。このとき、図１３
に示すように、非ＥＴＣ車両１１４に続いてＥＴＣ車両
１１２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１１４とＥＴＣ車両１１２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１１
４とはＥＴＣの通信が成立しないが、後続のＥＴＣ車両
１１２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１１４との
間でＥＴＣの手続きが完了したと誤認して非ＥＴＣ車両
１１４を通過させてしまう。このため、非ＥＴＣ車両１
１４が料金未徴収となり、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。
て広域になるため、通信可能領域に複数台の車両が同時
に存在することが容易に起こりうる。このとき、図１３
に示すように、非ＥＴＣ車両１１４に続いてＥＴＣ車両
１１２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１１４とＥＴＣ車両１１２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１１
４とはＥＴＣの通信が成立しないが、後続のＥＴＣ車両
１１２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１１４との
間でＥＴＣの手続きが完了したと誤認して非ＥＴＣ車両
１１４を通過させてしまう。このため、非ＥＴＣ車両１
１４が料金未徴収となり、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の無線通信装置と車両に搭載された第２の
無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システム
において、車両がゲートに進入したことを検出する第１
の車両検知器と、第２の無線通信装置から送信される無
線電波の到来方向の基準方向に対する到来角度を計測す
る方位測定手段と、第１の車両検知器及び方位測定手段
に接続されかつ第１の車両検知器が車両の進入を検出し
たときの無線電波の到来角度が予め設定された所定の範
囲内にあれば第１の車両検知器によって検出された車両
が第２の無線通信装置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、第１の無線通信装置及び方位測
定手段は第１の車両検知器の近傍に配設されている。
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の無線通信装置と車両に搭載された第２の
無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システム
において、車両がゲートに進入したことを検出する第１
の車両検知器と、第２の無線通信装置から送信される無
線電波の到来方向の基準方向に対する到来角度を計測す
る方位測定手段と、第１の車両検知器及び方位測定手段
に接続されかつ第１の車両検知器が車両の進入を検出し
たときの無線電波の到来角度が予め設定された所定の範
囲内にあれば第１の車両検知器によって検出された車両
が第２の無線通信装置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、第１の無線通信装置及び方位測
定手段は第１の車両検知器の近傍に配設されている。
【０００８】第１の車両検知器で車両の進入が検出され
たときの無線電波の到来角度が所定の範囲内にあるか否
かで、この無線電波が第１の車両検知器で検出された車
両から送信されたものであるかどうかがわかる。無線電
波の到来角度が所定の範囲内にあれば、この無線電波は
第１の車両検知器で検出された車両から送信されたもの
であるから、第１の車両検知器で検出された車両を通信
車両と判定することができる。
たときの無線電波の到来角度が所定の範囲内にあるか否
かで、この無線電波が第１の車両検知器で検出された車
両から送信されたものであるかどうかがわかる。無線電
波の到来角度が所定の範囲内にあれば、この無線電波は
第１の車両検知器で検出された車両から送信されたもの
であるから、第１の車両検知器で検出された車両を通信
車両と判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
て図面を用いて説明する。図１は本発明の電波到来角計
測による通信車両判定装置（以下、単に通信車両判定装
置という）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ＥＴＣシ
ステムに適用された場合を示している。図１に示す通信
車両判定装置では、車両検知器（第２の車両検知器）１
ａ及び車両検知器（第１の車両検知器）１ｂと、無線通
信装置（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、無線通信装置（第２の無線通信
装置）１１がＥＴＣ車両（図示せず）に搭載されてい
る。また、無線通信装置２は無線通信用空中線２１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。
て図面を用いて説明する。図１は本発明の電波到来角計
測による通信車両判定装置（以下、単に通信車両判定装
置という）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ＥＴＣシ
ステムに適用された場合を示している。図１に示す通信
車両判定装置では、車両検知器（第２の車両検知器）１
ａ及び車両検知器（第１の車両検知器）１ｂと、無線通
信装置（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、無線通信装置（第２の無線通信
装置）１１がＥＴＣ車両（図示せず）に搭載されてい
る。また、無線通信装置２は無線通信用空中線２１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。
【００１０】図１に示すように、無線通信用空中線２１
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は無線制御部２２、ＤＦ信号処理部３７及び車両検知
器１ａ，１ｂ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。
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は無線制御部２２、ＤＦ信号処理部３７及び車両検知
器１ａ，１ｂ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。
【００１１】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。アーチ８のほぼ直下の路側７ａ，７ｂには車両検知
器１ｂが配設されており、車両検知器１ｂと離間して車
両検知器１ｂの車両進入側に車両検知器１ａが配設され
ている。路側７ａには、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１１はＥＴＣレーン
６を通行するＥＴＣ車両１２のダッシュボード上に装着
されている。なお、１２及び１３はＥＴＣレーン６を通
行する車両であり、特に１２は無線通信装置１１が搭載
されたＥＴＣ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。アーチ８のほぼ直下の路側７ａ，７ｂには車両検知
器１ｂが配設されており、車両検知器１ｂと離間して車
両検知器１ｂの車両進入側に車両検知器１ａが配設され
ている。路側７ａには、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１１はＥＴＣレーン
６を通行するＥＴＣ車両１２のダッシュボード上に装着
されている。なお、１２及び１３はＥＴＣレーン６を通
行する車両であり、特に１２は無線通信装置１１が搭載
されたＥＴＣ車両である。
【００１２】車両検知器１ａ，１ｂはそれぞれ、発光側
と受光側とがＥＴＣレーン６を挟んで設置されている。
車両検知器１ａ，１ｂの各発光側には複数の発光素子が
配置されており、車両検知器１ａ，１ｂの各受光側には
発光側からの光を受光する複数の受光素子が配置されて
いる。車両検知器１ａ，１ｂは、発光側からの光が車両
に遮られることによって、車両の進入を検出することが
できる。車両検知器１ａ，１ｂはそれぞれ、車両が進入
すると検知信号Ｓ，Ｔを出力し、車両の通過が完了する
と検知信号Ｓ，Ｔの出力を停止する。
と受光側とがＥＴＣレーン６を挟んで設置されている。
車両検知器１ａ，１ｂの各発光側には複数の発光素子が
配置されており、車両検知器１ａ，１ｂの各受光側には
発光側からの光を受光する複数の受光素子が配置されて
いる。車両検知器１ａ，１ｂは、発光側からの光が車両
に遮られることによって、車両の進入を検出することが
できる。車両検知器１ａ，１ｂはそれぞれ、車両が進入
すると検知信号Ｓ，Ｔを出力し、車両の通過が完了する
と検知信号Ｓ，Ｔの出力を停止する。
【００１３】この車両検知器１ａ，１ｂの間隔Ｌを基準
にして、車両１３を車長が間隔Ｌより長い長車長車両と
車長が間隔Ｌより短い短車長車両の２種類に分類するこ
とができる。すなわち、ＥＴＣレーン６を通行する車両
１３の先端が車両検知器１ｂに達したときに、その車両
１３の後端が既に車両検知器１ａを通過し終えているか
否かで、その車両１３が長車長車両であるか短車長車両
であるかが判別される。
にして、車両１３を車長が間隔Ｌより長い長車長車両と
車長が間隔Ｌより短い短車長車両の２種類に分類するこ
とができる。すなわち、ＥＴＣレーン６を通行する車両
１３の先端が車両検知器１ｂに達したときに、その車両
１３の後端が既に車両検知器１ａを通過し終えているか
否かで、その車両１３が長車長車両であるか短車長車両
であるかが判別される。
【００１４】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２
１の通信可能領域Ｂにある無線通信装置１１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１１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。
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２
１の通信可能領域Ｂにある無線通信装置１１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１１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。
【００１５】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１１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。このため、通信可能領域Ｂ内に複数台の
無線通信装置１１が同時に存在しても、無線制御部２２
はＥＴＣ処理とＤＦとを各無線通信装置１１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１１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の最大数に対
応している。
にある各無線通信装置１１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。このため、通信可能領域Ｂ内に複数台の
無線通信装置１１が同時に存在しても、無線制御部２２
はＥＴＣ処理とＤＦとを各無線通信装置１１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１１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の最大数に対
応している。
【００１６】ＤＦ空中線３１は、無線通信装置１１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、Ｄ
Ｆ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（すなわちＤＦ空中線３１からＥＴＣレーン
６への垂線方向）とがなす角度である。
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、Ｄ
Ｆ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（すなわちＤＦ空中線３１からＥＴＣレーン
６への垂線方向）とがなす角度である。
【００１７】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き、２素子アレイ空
中線を構成する各素子空中線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き、２素子アレイ空
中線を構成する各素子空中線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。
【００１８】車両識別部４は、ＥＴＣレーン６を通行す
る車両１３の先端が車両検知器１ｂに達したときの無線
電波の到来角度を基に、その無線電波が車両検知器１ｂ
によって検出された車両１３から送信されたものである
か否かを判定する。前述したように、無線通信装置１１
はＥＴＣ車両１２のダッシュボード上に装着される。車
種によって車両形状が異なり、車両１３の先端からダッ
シュボードまでの長さが異なるため、各ＥＴＣ車両１２
毎に無線通信装置１１の設置位置を特定することはでき
ないが、無線通信装置１１の設置範囲を推定することは
可能である。車両識別部４は、ＤＦを行うための無線電
波が予め設定された無線通信装置１１の推定設置範囲内
から送信されたものであれば、その無線電波は車両検知
器１ｂによって検出された車両１３から送信されたと判
定する。
る車両１３の先端が車両検知器１ｂに達したときの無線
電波の到来角度を基に、その無線電波が車両検知器１ｂ
によって検出された車両１３から送信されたものである
か否かを判定する。前述したように、無線通信装置１１
はＥＴＣ車両１２のダッシュボード上に装着される。車
種によって車両形状が異なり、車両１３の先端からダッ
シュボードまでの長さが異なるため、各ＥＴＣ車両１２
毎に無線通信装置１１の設置位置を特定することはでき
ないが、無線通信装置１１の設置範囲を推定することは
可能である。車両識別部４は、ＤＦを行うための無線電
波が予め設定された無線通信装置１１の推定設置範囲内
から送信されたものであれば、その無線電波は車両検知
器１ｂによって検出された車両１３から送信されたと判
定する。
【００１９】図４は図１に示した通信車両判定装置を模
式的に示した側面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）にお
いて、ＤＦ空中線３１は地上５ｍの位置に設置されてい
るとする。図４（Ａ）はノーズが長いＥＴＣ車両１２が
ＥＴＣレーン６を通過する場合を示している。ノーズが
２ｍのＥＴＣ車両１２のダッシュボードの高さを１．３
ｍ以下とすると、このＥＴＣ車両１２に搭載された無線
通信装置１１の位置は車両先端から２ｍ、地上１．３ｍ
以下となる。このとき、ＥＴＣ車両１２の先端が車両検
知器１ｂに達したときに無線通信装置１１から送信され
る無線電波の到来角度は２８．４゜以下となる。
式的に示した側面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）にお
いて、ＤＦ空中線３１は地上５ｍの位置に設置されてい
るとする。図４（Ａ）はノーズが長いＥＴＣ車両１２が
ＥＴＣレーン６を通過する場合を示している。ノーズが
２ｍのＥＴＣ車両１２のダッシュボードの高さを１．３
ｍ以下とすると、このＥＴＣ車両１２に搭載された無線
通信装置１１の位置は車両先端から２ｍ、地上１．３ｍ
以下となる。このとき、ＥＴＣ車両１２の先端が車両検
知器１ｂに達したときに無線通信装置１１から送信され
る無線電波の到来角度は２８．４゜以下となる。
【００２０】一方、図４（Ｂ）は自動２輪車である非Ｅ
ＴＣ車両１４に続いてワンボックス車であるＥＴＣ車両
１２がＥＴＣレーン６を通過する場合を示している。自
動２輪車の車長を１．８ｍ以上とし、ワンボックス車の
ダッシュボードの高さを０．７ｍ以上とし、先頭の非Ｅ
ＴＣ車両１４と後続のＥＴＣ車両１２との車間距離を
０．５ｍとすると、このＥＴＣ車両１２に搭載された無
線通信装置１１の位置は、非ＥＴＣ車両１４の先端から
２．３ｍ以上、地上０．７ｍ以上となる。このとき、先
頭の非ＥＴＣ車両１４の先端が車両検知器１ｂに達した
ときに、後続のＥＴＣ車両１２に搭載された無線通信装
置１１から送信される無線電波の到来角度は２８．１゜
以上となる。図４（Ａ）及び（Ｂ）の無線電波の到来角
度は限界角度でほぼ等しくなるため、無線電波の到来角
度のみからＥＴＣ車両１２を特定することはできない。
ＴＣ車両１４に続いてワンボックス車であるＥＴＣ車両
１２がＥＴＣレーン６を通過する場合を示している。自
動２輪車の車長を１．８ｍ以上とし、ワンボックス車の
ダッシュボードの高さを０．７ｍ以上とし、先頭の非Ｅ
ＴＣ車両１４と後続のＥＴＣ車両１２との車間距離を
０．５ｍとすると、このＥＴＣ車両１２に搭載された無
線通信装置１１の位置は、非ＥＴＣ車両１４の先端から
２．３ｍ以上、地上０．７ｍ以上となる。このとき、先
頭の非ＥＴＣ車両１４の先端が車両検知器１ｂに達した
ときに、後続のＥＴＣ車両１２に搭載された無線通信装
置１１から送信される無線電波の到来角度は２８．１゜
以上となる。図４（Ａ）及び（Ｂ）の無線電波の到来角
度は限界角度でほぼ等しくなるため、無線電波の到来角
度のみからＥＴＣ車両１２を特定することはできない。
【００２１】上記した条件の下でもＥＴＣ車両１２を特
定するためには、長ノーズ車両と自動２輪車を含む車長
が短い短車長車両とを区別し、各々についてＥＴＣ車両
１２内の無線通信装置１１の推定設置範囲を設定する必
要がある。長ノーズ車両の車長は長く、短車長車両のノ
ーズは短いことに着目すれば、後述するようにＥＴＣ車
両１２内の無線通信装置１１の設置位置を限定すること
ができる。そこで、車両識別部４はまず、車両検知器１
ａ及び１ｂの出力から車両検知器１ｂを通過する車両１
３が長車長車両か短車長車両かを判定する。その後、車
両識別部４は、長車長車両及び短車長車両それぞれに対
して予め設定された無線通信装置１１の推定設置範囲を
適用し、ＤＦを行うための無線電波がその範囲内から送
信されたものであれば、その無線電波は車両検知器１ｂ
によって検出された車両１３から送信されたと判定す
る。
定するためには、長ノーズ車両と自動２輪車を含む車長
が短い短車長車両とを区別し、各々についてＥＴＣ車両
１２内の無線通信装置１１の推定設置範囲を設定する必
要がある。長ノーズ車両の車長は長く、短車長車両のノ
ーズは短いことに着目すれば、後述するようにＥＴＣ車
両１２内の無線通信装置１１の設置位置を限定すること
ができる。そこで、車両識別部４はまず、車両検知器１
ａ及び１ｂの出力から車両検知器１ｂを通過する車両１
３が長車長車両か短車長車両かを判定する。その後、車
両識別部４は、長車長車両及び短車長車両それぞれに対
して予め設定された無線通信装置１１の推定設置範囲を
適用し、ＤＦを行うための無線電波がその範囲内から送
信されたものであれば、その無線電波は車両検知器１ｂ
によって検出された車両１３から送信されたと判定す
る。
【００２２】このように、ＤＦのための無線電波の到来
角度と進入車両１３の車長とからＥＴＣ車両１２を識別
することによって、ＥＴＣ車両１２をより正確に特定す
ることができるようになる。
角度と進入車両１３の車長とからＥＴＣ車両１２を識別
することによって、ＥＴＣ車両１２をより正確に特定す
ることができるようになる。
【００２３】次に、図１〜図３及び図５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５
は図１に示した通信車両判定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。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５
（Ａ））。ＥＴＣ車両１２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１２に搭載
された無線通信装置１１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。
示した通信車両判定装置の動作について説明する。図５
は図１に示した通信車両判定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。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５
（Ａ））。ＥＴＣ車両１２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１２に搭載
された無線通信装置１１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。
【００２４】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１２を車両登録する。さらに無線
制御部２２は、無線通信装置１１とＥＴＣのための通信
を行う通信スロットと、無線通信装置１１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。そ
して、無線制御部２２は無線通信装置１１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１１とＥ
ＴＣのための通信を行う。また、無線制御部２２は無線
通信装置１１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５（Ｂ））。
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１２を車両登録する。さらに無線
制御部２２は、無線通信装置１１とＥＴＣのための通信
を行う通信スロットと、無線通信装置１１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。そ
して、無線制御部２２は無線通信装置１１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１１とＥ
ＴＣのための通信を行う。また、無線制御部２２は無線
通信装置１１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５（Ｂ））。
【００２５】ＤＦ信号処理部３７は、ＤＦサンプルパル
スに同期して、ＥＴＣ車両１２の無線通信装置１１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５（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５（Ｅ））、得られた到来
角度を車両識別部４に出力する。ＥＴＣ車両１２の無線
通信装置１１はＥＴＣのための通信終了後も、ＥＴＣ車
両１２が車両検知器１ｂによって検出されるまで、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。車両識別部４はＤＦ信号処理部３
７から出力された到来角度を逐次更新して、最新の到来
角度を記憶する。
スに同期して、ＥＴＣ車両１２の無線通信装置１１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５（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５（Ｅ））、得られた到来
角度を車両識別部４に出力する。ＥＴＣ車両１２の無線
通信装置１１はＥＴＣのための通信終了後も、ＥＴＣ車
両１２が車両検知器１ｂによって検出されるまで、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。車両識別部４はＤＦ信号処理部３
７から出力された到来角度を逐次更新して、最新の到来
角度を記憶する。
【００２６】車両１３が車両検知器１ａに達すると、車
両検知器１ａはその車両１３の進入を検出して、車両識
別部４に検知信号Ｓを出力する。続いて、車両１３が車
両検知器１ｂに達すると、車両検知器１ｂは車両識別部
４に検知信号Ｔを出力する。車両識別部４は、車両検知
器１ａで車両１３が検出されてから車両検知器１ｂで車
両１３が検出されるまでの間に、車両検知器１ａから検
出信号Ｓの出力が停止したかどうかで、車両１３が長車
長車両であるか短車長車両であるかを判定する。そし
て、車両識別部４は、車両検知器１ｂから検知信号Ｔが
出力されたときに記憶していた最新の無線電波の到来角
度が、予め長車長車両及び短車長車両に対してそれぞれ
設定された角度範囲内にあるかどうかで、無線電波が車
両１３から送信されたものであるか否かを判定する。
両検知器１ａはその車両１３の進入を検出して、車両識
別部４に検知信号Ｓを出力する。続いて、車両１３が車
両検知器１ｂに達すると、車両検知器１ｂは車両識別部
４に検知信号Ｔを出力する。車両識別部４は、車両検知
器１ａで車両１３が検出されてから車両検知器１ｂで車
両１３が検出されるまでの間に、車両検知器１ａから検
出信号Ｓの出力が停止したかどうかで、車両１３が長車
長車両であるか短車長車両であるかを判定する。そし
て、車両識別部４は、車両検知器１ｂから検知信号Ｔが
出力されたときに記憶していた最新の無線電波の到来角
度が、予め長車長車両及び短車長車両に対してそれぞれ
設定された角度範囲内にあるかどうかで、無線電波が車
両１３から送信されたものであるか否かを判定する。
【００２７】車両識別部４は、ＤＦのための無線電波が
車両１３から送信されたと判定すると、車両１３をＥＴ
Ｃ車両１２と識別する。この場合、車両１３と料金所と
の間でＥＴＣ処理が正しく行われているので、表示機５
を「進行」にして車両１３の通過を促す。また、車両識
別部４は、ＤＦのための無線電波が検出されないか、又
は車両１３から送信されたものでないと判定すると、車
両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する。この場合、車両
１３と料金所との間でＥＴＣが正しく行われていないの
で、表示機５を「停止」にして車両１３を停止させ、発
券機（図示せず）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。
車両１３から送信されたと判定すると、車両１３をＥＴ
Ｃ車両１２と識別する。この場合、車両１３と料金所と
の間でＥＴＣ処理が正しく行われているので、表示機５
を「進行」にして車両１３の通過を促す。また、車両識
別部４は、ＤＦのための無線電波が検出されないか、又
は車両１３から送信されたものでないと判定すると、車
両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する。この場合、車両
１３と料金所との間でＥＴＣが正しく行われていないの
で、表示機５を「停止」にして車両１３を停止させ、発
券機（図示せず）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。
【００２８】ところで、無線通信用空中線２１の通信可
能領域Ｂに複数のＥＴＣ車両１２が連続して進入してき
た場合、無線制御部２２は各ＥＴＣ車両１２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１２に対してＥＴＣ
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内に複数のＥＴＣ車両１２が同時に存在して
も、各ＥＴＣ車両１２に対してＥＴＣ車両１２であるか
否かの判定は適切に行われる。
能領域Ｂに複数のＥＴＣ車両１２が連続して進入してき
た場合、無線制御部２２は各ＥＴＣ車両１２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１２に対してＥＴＣ
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内に複数のＥＴＣ車両１２が同時に存在して
も、各ＥＴＣ車両１２に対してＥＴＣ車両１２であるか
否かの判定は適切に行われる。
【００２９】次に、図１に示したＤＦ装置３について更
に詳細に説明する。図６はＤＦ装置３の構成を示すブロ
ック図である。図６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３
２ａ，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，３
５ｂ，３５ｃと、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換
器３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，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３
１はアレイ空中線３１ａ〜３１ｃによって構成されてい
る。
に詳細に説明する。図６はＤＦ装置３の構成を示すブロ
ック図である。図６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３
２ａ，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，３
５ｂ，３５ｃと、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換
器３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，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３
１はアレイ空中線３１ａ〜３１ｃによって構成されてい
る。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】次に、図６を用いてＤＦ装置３の動作につ
いて説明する。ＥＴＣ車両１２に搭載された無線通信装
置１１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３４ａ
〜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３
５ａ〜３５ｃで位相検波され、Ａ／Ｄ変換器３６ａ〜３
６ｇ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。
いて説明する。ＥＴＣ車両１２に搭載された無線通信装
置１１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３４ａ
〜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３
５ａ〜３５ｃで位相検波され、Ａ／Ｄ変換器３６ａ〜３
６ｇ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。
【００３４】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。
【００３５】
【数１】
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】次に、ＤＦのための無線電波が車両検知器
１ｂに進入した車両１３から送信されたものであるか否
かを判定するために使用される基準角度について説明す
る。まず、ＥＴＣレーン６を通行しうる全車両１３を形
状サイズで分類し、図１に示した通信車両判定装置にと
って最もクリティカルな条件でモデル化する。図７はモ
デル化した車両の形状サイズを示す図である。
１ｂに進入した車両１３から送信されたものであるか否
かを判定するために使用される基準角度について説明す
る。まず、ＥＴＣレーン６を通行しうる全車両１３を形
状サイズで分類し、図１に示した通信車両判定装置にと
って最もクリティカルな条件でモデル化する。図７はモ
デル化した車両の形状サイズを示す図である。
【００３９】具体的には、まず、車長が３．６ｍ以上で
ある車両１３を長車長車両（図７（Ａ））とし、車長が
３．６ｍ未満である車両１３を短車長車両（図７
（Ｂ））とする。ここで３．６ｍを基準にして車両１３
を分類したのは、国産車の場合、車長３．６ｍを境にし
て車両１３の最長ノーズの長さが大きく変わるからであ
る。後述するように、基準角度は車両１３の最長ノーズ
の長さを１つのパラメータとしており、長車長車両及び
短車長車両の最長ノーズの長さの差が大きければ大きい
程それぞれの基準角度の差も大きくなる。
ある車両１３を長車長車両（図７（Ａ））とし、車長が
３．６ｍ未満である車両１３を短車長車両（図７
（Ｂ））とする。ここで３．６ｍを基準にして車両１３
を分類したのは、国産車の場合、車長３．６ｍを境にし
て車両１３の最長ノーズの長さが大きく変わるからであ
る。後述するように、基準角度は車両１３の最長ノーズ
の長さを１つのパラメータとしており、長車長車両及び
短車長車両の最長ノーズの長さの差が大きければ大きい
程それぞれの基準角度の差も大きくなる。
【００４０】なお、ここでは例として３．６ｍを基準に
して車両１３を分類したが、設計条件あるいは運用条件
によって３．６ｍ前後の車長で車両１３を分類してもよ
い。また、長車長車両と短車長車両とを３．６ｍを基準
にして分類する場合には、図１に示した車両検知器１ａ
及び１ｂの間隔Ｌは３．６ｍとなる。
して車両１３を分類したが、設計条件あるいは運用条件
によって３．６ｍ前後の車長で車両１３を分類してもよ
い。また、長車長車両と短車長車両とを３．６ｍを基準
にして分類する場合には、図１に示した車両検知器１ａ
及び１ｂの間隔Ｌは３．６ｍとなる。
【００４１】国産車をモデル化したときの各車両モデル
の最適値は図７に示すとおりである。すなわち、長車長
車両は車長を３．６ｍ以上、車両先端から無線通信装置
１１までの長さ（最長ノーズ）を２ｍ以下、無線通信装
置１１の設置高を１±０．３ｍとする。短車長車両には
４輪車と自動２輪車とがあり、４輪車は車長を３．０〜
３．６ｍ、車両先端から無線通信装置１１までの長さ
（最長ノーズ）を１ｍ以下、無線通信装置１１の設置高
を１±０．３ｍとする。また、自動２輪車は無線通信装
置１１がハンドルを含む前部ボディ上に装着されている
場合、車長を１．８〜２．５ｍ、車両先端から無線通信
装置１１までの長さを１ｍ以下、無線通信装置１１の設
置高を１±０．３ｍとする。
の最適値は図７に示すとおりである。すなわち、長車長
車両は車長を３．６ｍ以上、車両先端から無線通信装置
１１までの長さ（最長ノーズ）を２ｍ以下、無線通信装
置１１の設置高を１±０．３ｍとする。短車長車両には
４輪車と自動２輪車とがあり、４輪車は車長を３．０〜
３．６ｍ、車両先端から無線通信装置１１までの長さ
（最長ノーズ）を１ｍ以下、無線通信装置１１の設置高
を１±０．３ｍとする。また、自動２輪車は無線通信装
置１１がハンドルを含む前部ボディ上に装着されている
場合、車長を１．８〜２．５ｍ、車両先端から無線通信
装置１１までの長さを１ｍ以下、無線通信装置１１の設
置高を１±０．３ｍとする。
【００４２】次に、長車長車両を判定する基準角度θ
th1 の設定方法について説明する。図８は長車長車両の
基準角度θth1 の設定方法を説明するための説明図であ
る。図８（Ａ）はＥＴＣレーン６を通行するＥＴＣ車両
１２の側面図であり、は長車長車両の先端が車両検知
器１ｂに達したときの状態を示しており、は先行車両
が長車長車両の場合の後続車両の限界位置を示してい
る。図８（Ｂ）に示したａ及びｂはそれぞれ、図８
（Ａ）及びに示した各ＥＴＣ車両１２に搭載された
無線通信装置１１の位置である。また、図８（Ｂ）に示
したｃは、ａに遅延誤差を考慮した無線通信装置１１の
位置である。この遅延誤差は、無線電波の到来角度の演
算に伴う遅延と、車両検知器１ｂに車両１３が進入して
から到来角度が読み出されるまでに要する時間とに基づ
く誤差であり、ここでは０．４４ｍとする。
th1 の設定方法について説明する。図８は長車長車両の
基準角度θth1 の設定方法を説明するための説明図であ
る。図８（Ａ）はＥＴＣレーン６を通行するＥＴＣ車両
１２の側面図であり、は長車長車両の先端が車両検知
器１ｂに達したときの状態を示しており、は先行車両
が長車長車両の場合の後続車両の限界位置を示してい
る。図８（Ｂ）に示したａ及びｂはそれぞれ、図８
（Ａ）及びに示した各ＥＴＣ車両１２に搭載された
無線通信装置１１の位置である。また、図８（Ｂ）に示
したｃは、ａに遅延誤差を考慮した無線通信装置１１の
位置である。この遅延誤差は、無線電波の到来角度の演
算に伴う遅延と、車両検知器１ｂに車両１３が進入して
から到来角度が読み出されるまでに要する時間とに基づ
く誤差であり、ここでは０．４４ｍとする。
【００４３】長車長車両の最長ノーズは２ｍとモデル化
したので、先行車両が長車長車両である場合に、先行車
両に搭載された無線通信装置１１の遅延誤差を考慮した
限界位置は、車両検知器１ｂから２．４４ｍ、高さ１．
３ｍとなる。また、先行車両と後続車両との車間距離を
０．５ｍとすると、長車長車両の車長は３．６ｍ以上で
あるから、先行車両が長車長車両である場合に後続車両
に搭載された無線通信装置１１の限界位置は、車両検知
器１ｂから４．１ｍ、高さ０．７ｍとなる。
したので、先行車両が長車長車両である場合に、先行車
両に搭載された無線通信装置１１の遅延誤差を考慮した
限界位置は、車両検知器１ｂから２．４４ｍ、高さ１．
３ｍとなる。また、先行車両と後続車両との車間距離を
０．５ｍとすると、長車長車両の車長は３．６ｍ以上で
あるから、先行車両が長車長車両である場合に後続車両
に搭載された無線通信装置１１の限界位置は、車両検知
器１ｂから４．１ｍ、高さ０．７ｍとなる。
【００４４】したがって、ＤＦ空中線３１の設置高を５
ｍとすると、先行車両の無線通信装置１１の限界位置か
らＤＦ空中線３１に送信される無線電波の限界到来角度
θ1は３３．４゜となり、後続車両の無線通信装置１１
の限界位置から送信される無線電波の限界到来角度θ2
は４３．６゜となる。したがって、先行車両が長車長車
両の場合の基準角度θth1 は、θ1 とθ2 の中間値をと
って３８．５゜とする。なお、先行車両がトラック等の
車高が高い高車高車両の場合、その車両に搭載された無
線通信装置１１からの無線電波の到来角度は限界到来角
度θ1 よりも小さい。したがって、高車高車両は図１に
示した通信車両判定装置にとってクリティカルでない。
ｍとすると、先行車両の無線通信装置１１の限界位置か
らＤＦ空中線３１に送信される無線電波の限界到来角度
θ1は３３．４゜となり、後続車両の無線通信装置１１
の限界位置から送信される無線電波の限界到来角度θ2
は４３．６゜となる。したがって、先行車両が長車長車
両の場合の基準角度θth1 は、θ1 とθ2 の中間値をと
って３８．５゜とする。なお、先行車両がトラック等の
車高が高い高車高車両の場合、その車両に搭載された無
線通信装置１１からの無線電波の到来角度は限界到来角
度θ1 よりも小さい。したがって、高車高車両は図１に
示した通信車両判定装置にとってクリティカルでない。
【００４５】次に、短車長車両の基準角度θth2 の設定
方法について説明する。図９は短車長車両の基準角度θ
th2 の設定方法を説明するための説明図である。図９
（Ａ）はＥＴＣレーン６を通行するＥＴＣ車両１２の側
面図であり、は短車長車両の先端が車両検知器１ｂに
達したときの状態を示しており、は先行車両が自動２
輪車の場合の後続車両の限界位置を示している。図９
（Ｂ）に示したｅ及びｆはそれぞれ、図９（Ａ）及び
に示した各ＥＴＣ車両１２に搭載された無線通信装置
１１の位置である。また、図９（Ｂ）に示したｇは、ｅ
に遅延誤差を考慮した無線通信装置１１の位置である。
方法について説明する。図９は短車長車両の基準角度θ
th2 の設定方法を説明するための説明図である。図９
（Ａ）はＥＴＣレーン６を通行するＥＴＣ車両１２の側
面図であり、は短車長車両の先端が車両検知器１ｂに
達したときの状態を示しており、は先行車両が自動２
輪車の場合の後続車両の限界位置を示している。図９
（Ｂ）に示したｅ及びｆはそれぞれ、図９（Ａ）及び
に示した各ＥＴＣ車両１２に搭載された無線通信装置
１１の位置である。また、図９（Ｂ）に示したｇは、ｅ
に遅延誤差を考慮した無線通信装置１１の位置である。
【００４６】先行車両が長車長車両の場合と同様に遅延
誤差を０．４４ｍとすると、短車長車両の最長ノーズは
１ｍとモデル化したので、先行車両が短車長車両である
場合に、先行車両に搭載された無線通信装置１１の遅延
誤差を考慮した限界位置は、車両検知器１ｂから１．４
４ｍ、高さ１．３ｍとなる。また、先行車両と後続車両
との車間距離を０．５ｍとすると、自動２輪車の車長は
１．８〜２．５ｍであるから、先行車両が短車長車両で
ある場合の後続車両に搭載された無線通信装置１１の限
界位置は、車両検知器１ｂから２．３ｍ、高さ０．７ｍ
となる。
誤差を０．４４ｍとすると、短車長車両の最長ノーズは
１ｍとモデル化したので、先行車両が短車長車両である
場合に、先行車両に搭載された無線通信装置１１の遅延
誤差を考慮した限界位置は、車両検知器１ｂから１．４
４ｍ、高さ１．３ｍとなる。また、先行車両と後続車両
との車間距離を０．５ｍとすると、自動２輪車の車長は
１．８〜２．５ｍであるから、先行車両が短車長車両で
ある場合の後続車両に搭載された無線通信装置１１の限
界位置は、車両検知器１ｂから２．３ｍ、高さ０．７ｍ
となる。
【００４７】したがって、ＤＦ空中線３１の設置高を５
ｍとすると、先行車両の無線通信装置１１の限界位置か
らＤＦ空中線３１に送信される無線電波の限界到来角度
θ1は２１．３゜となり、後続車両の無線通信装置１１
の限界位置から送信される無線電波の限界到来角度θ2
は２８．１゜となる。したがって、先行車両が短車長車
両の場合の基準角度θth2 は、θ1 とθ2 の中間値をと
って２４．７゜とする。なお、長車長車両、短車長車両
共に、限界到来角度θ1 及びθ2 の中間値をもって基準
角度θth1 ，θth2 としたが、基準角度θth1 ，θth2
は限界到来角度θ1 とθ2 との間の角度であって、ＤＦ
装置３で限界到来角度θ1 及びθ2 と分離可能な角度で
あればよい。
ｍとすると、先行車両の無線通信装置１１の限界位置か
らＤＦ空中線３１に送信される無線電波の限界到来角度
θ1は２１．３゜となり、後続車両の無線通信装置１１
の限界位置から送信される無線電波の限界到来角度θ2
は２８．１゜となる。したがって、先行車両が短車長車
両の場合の基準角度θth2 は、θ1 とθ2 の中間値をと
って２４．７゜とする。なお、長車長車両、短車長車両
共に、限界到来角度θ1 及びθ2 の中間値をもって基準
角度θth1 ，θth2 としたが、基準角度θth1 ，θth2
は限界到来角度θ1 とθ2 との間の角度であって、ＤＦ
装置３で限界到来角度θ1 及びθ2 と分離可能な角度で
あればよい。
【００４８】次に、車両識別部４の動作について図１、
図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は車両識別
部４の動作の流れを示すフローチャートである。図１１
は車両識別部４が作成するＤＦテーブルを示す図であ
る。無線通信用空中線２１の通信可能領域ＢにＥＴＣ車
両１２が進入すると、ＥＴＣ車両１２に搭載された無線
通信装置１１と料金所に設置された無線通信装置２との
間でＥＴＣのための通信が開始される。そして、ＥＴＣ
のための通信が成立すると、無線制御部２２は車両識別
部４に例としてＥＴＣ車両１２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。また、ＤＦ信号処理部３７は車
両識別部４にＥＴＣ車両１２から送信された無線電波の
到来角度を出力する。
図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は車両識別
部４の動作の流れを示すフローチャートである。図１１
は車両識別部４が作成するＤＦテーブルを示す図であ
る。無線通信用空中線２１の通信可能領域ＢにＥＴＣ車
両１２が進入すると、ＥＴＣ車両１２に搭載された無線
通信装置１１と料金所に設置された無線通信装置２との
間でＥＴＣのための通信が開始される。そして、ＥＴＣ
のための通信が成立すると、無線制御部２２は車両識別
部４に例としてＥＴＣ車両１２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。また、ＤＦ信号処理部３７は車
両識別部４にＥＴＣ車両１２から送信された無線電波の
到来角度を出力する。
【００４９】車両識別部４は図１１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ＤＦ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
１２が車両検知器１ｂによって検出されるまで、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新た
に出力されるデータに逐次更新し続ける。
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ＤＦ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
１２が車両検知器１ｂによって検出されるまで、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新た
に出力されるデータに逐次更新し続ける。
【００５０】一方、ＥＴＣレーン６を通行する車両１３
の先端が車両検知器１ａに達すると、車両検知器１ａは
車両識別部４に検知信号Ｓを出力する。車両識別部４は
この検知信号Ｓを検出すると（ステップＳ１）、次にス
テップＳ２に移行する。ただし、車両１３の先行車両が
車両検知器１ａ，１ｂ間にいる場合及び先行車両が車両
検知器１ｂを通過し終えていない場合は、先行車両が車
両検知器１ｂを通過し終えてから車両識別部４はステッ
プ２に移行する。
の先端が車両検知器１ａに達すると、車両検知器１ａは
車両識別部４に検知信号Ｓを出力する。車両識別部４は
この検知信号Ｓを検出すると（ステップＳ１）、次にス
テップＳ２に移行する。ただし、車両１３の先行車両が
車両検知器１ａ，１ｂ間にいる場合及び先行車両が車両
検知器１ｂを通過し終えていない場合は、先行車両が車
両検知器１ｂを通過し終えてから車両識別部４はステッ
プ２に移行する。
【００５１】次に、ステップ２で車両識別部４は、車両
検知器１ｂの出力をチェックする。このとき、車両１３
の先端が車両検知器１ｂに達しておらず検知信号Ｔが出
力されていなければ、車両識別部４は続いて車両検知器
１ａの出力をチェックする（ステップＳ３）。そして、
車両１３の後端がまだ車両検知器１ａを通過完了してお
らず検知信号Ｓが出力されていれば、再びステップＳ２
に戻って、車両識別部４は車両検知器１ｂの出力をチェ
ックする。
検知器１ｂの出力をチェックする。このとき、車両１３
の先端が車両検知器１ｂに達しておらず検知信号Ｔが出
力されていなければ、車両識別部４は続いて車両検知器
１ａの出力をチェックする（ステップＳ３）。そして、
車両１３の後端がまだ車両検知器１ａを通過完了してお
らず検知信号Ｓが出力されていれば、再びステップＳ２
に戻って、車両識別部４は車両検知器１ｂの出力をチェ
ックする。
【００５２】一方、ステップＳ２で、車両検知器１ａか
ら検知信号Ｓの出力が停止する前に車両検知器１ｂから
検知信号Ｔの出力が検出されると、車両識別部４は車両
１３を長車長車両であると判定する（ステップＳ４）。
続いて、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を読み出し（ステップ
Ｓ５）、ＤＦテーブルに到来角度データがあれば長車長
車両の基準角度θth1と読み出した到来角度とを比較す
る（ステップＳ６，Ｓ７）。
ら検知信号Ｓの出力が停止する前に車両検知器１ｂから
検知信号Ｔの出力が検出されると、車両識別部４は車両
１３を長車長車両であると判定する（ステップＳ４）。
続いて、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を読み出し（ステップ
Ｓ５）、ＤＦテーブルに到来角度データがあれば長車長
車両の基準角度θth1と読み出した到来角度とを比較す
る（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００５３】その結果、ＤＦ用無線電波の到来角度が基
準角度θth1 より小さければ、車両識別部４は無線電波
が車両１３から送信されたと判断して、車両１３をＥＴ
Ｃ車両１２と識別する（ステップＳ１３）。逆に、ＤＦ
用無線電波の到来角度が基準角度θth1 より大きけれ
ば、車両識別部４は無線電波が車両１３から送信された
ものでないと判断して、車両１３を非ＥＴＣ車両１４と
識別する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ６でＤ
Ｆ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１３がＤＦ用の無線電波を送信していないと判断
して、車両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する（ステッ
プＳ１５）。
準角度θth1 より小さければ、車両識別部４は無線電波
が車両１３から送信されたと判断して、車両１３をＥＴ
Ｃ車両１２と識別する（ステップＳ１３）。逆に、ＤＦ
用無線電波の到来角度が基準角度θth1 より大きけれ
ば、車両識別部４は無線電波が車両１３から送信された
ものでないと判断して、車両１３を非ＥＴＣ車両１４と
識別する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ６でＤ
Ｆ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１３がＤＦ用の無線電波を送信していないと判断
して、車両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する（ステッ
プＳ１５）。
【００５４】また、ステップＳ３で、車両検知器１ｂか
ら検知信号Ｔの出力が検出される前に車両検知器１ａか
ら検知信号Ｓの出力が停止すると、車両識別部４はステ
ップＳ８に移行する。そして、ステップＳ８で車両検知
器１ｂから検知信号Ｔの出力が検出されると、車両１３
の後端が車両検知器１ａを通過し終えてから車両１３の
先端が車両検知器１ｂに達したため、車両識別部４は車
両１３を短車長車両であると判定する（ステップＳ
９）。続いて、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を読み出し（ス
テップＳ１０）、ＤＦテーブルに到来角度データがあれ
ば短車長車両の基準角度θth2 と読み出した到来角度と
を比較する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
ら検知信号Ｔの出力が検出される前に車両検知器１ａか
ら検知信号Ｓの出力が停止すると、車両識別部４はステ
ップＳ８に移行する。そして、ステップＳ８で車両検知
器１ｂから検知信号Ｔの出力が検出されると、車両１３
の後端が車両検知器１ａを通過し終えてから車両１３の
先端が車両検知器１ｂに達したため、車両識別部４は車
両１３を短車長車両であると判定する（ステップＳ
９）。続いて、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を読み出し（ス
テップＳ１０）、ＤＦテーブルに到来角度データがあれ
ば短車長車両の基準角度θth2 と読み出した到来角度と
を比較する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【００５５】その結果、ステップ７の場合と同様に車両
識別部４は、ＤＦ用無線電波の到来角度が基準角度θ
th2 より小さければ車両１３をＥＴＣ車両１２と識別し
（ステップＳ１３）、到来角度が基準角度θth2 より大
きければ車両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する（ステ
ップＳ１５）。また、ステップＳ６の場合と同様に車両
識別部４は、ＤＦテーブルに到来角度データがなければ
車両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する（ステップＳ１
５）。
識別部４は、ＤＦ用無線電波の到来角度が基準角度θ
th2 より小さければ車両１３をＥＴＣ車両１２と識別し
（ステップＳ１３）、到来角度が基準角度θth2 より大
きければ車両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する（ステ
ップＳ１５）。また、ステップＳ６の場合と同様に車両
識別部４は、ＤＦテーブルに到来角度データがなければ
車両１３を非ＥＴＣ車両１４と識別する（ステップＳ１
５）。
【００５６】ステップ１１で車両１３がＥＴＣ車両１２
と識別された場合、車両１３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１３の通過を促す（ステップＳ
１４）。また、ステップ１３で車両１３が非ＥＴＣ車両
１４と識別された場合、車両１３と料金所との間でＥＴ
Ｃ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１３を停止させる（ステッ
プＳ１６）。
と識別された場合、車両１３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１３の通過を促す（ステップＳ
１４）。また、ステップ１３で車両１３が非ＥＴＣ車両
１４と識別された場合、車両１３と料金所との間でＥＴ
Ｃ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１３を停止させる（ステッ
プＳ１６）。
【００５７】以上、ＥＴＣ車両１２に搭載される無線通
信装置１１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１１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。この場合も、無
線通信装置１１が装着される場所を基に、ＥＴＣ車両１
２を特定するための基準角度θth1 ，θth2 を設定すれ
ばよい。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１１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１１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。この場合も、無
線通信装置１１が装着される場所を基に、ＥＴＣ車両１
２を特定するための基準角度θth1 ，θth2 を設定すれ
ばよい。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。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
方位測定手段で無線電波の到来角度を計測し、第１の車
両検知器が進入車両を検出したときの無線電波の到来角
度が所定の範囲内にあるかを車両識別手段で判別するこ
とによって、その進入車両が第２の無線通信装置を搭載
した車両であるか否かを識別することができる。したが
って、車両が通行する施設のゲートを複数台の車両が接
近して連続通過する場合であっても、複数台の車両の中
で通信車両を特定することができる。
方位測定手段で無線電波の到来角度を計測し、第１の車
両検知器が進入車両を検出したときの無線電波の到来角
度が所定の範囲内にあるかを車両識別手段で判別するこ
とによって、その進入車両が第２の無線通信装置を搭載
した車両であるか否かを識別することができる。したが
って、車両が通行する施設のゲートを複数台の車両が接
近して連続通過する場合であっても、複数台の車両の中
で通信車両を特定することができる。
【００５９】また、請求項４記載の発明では、互いに離
間して配設された第１及び第２の車両検知器の出力を基
に車両識別手段が進入車両を２種類に分類し、各種類毎
に設定された所定の範囲に基づいてその進入車両が第２
の無線通信装置を搭載した車両であるか否かを識別す
る。したがって、請求項４記載の発明によれば、複数台
の車両の車間距離が短い場合であっても、複数台の車両
の中で通信車両を特定することができる。
間して配設された第１及び第２の車両検知器の出力を基
に車両識別手段が進入車両を２種類に分類し、各種類毎
に設定された所定の範囲に基づいてその進入車両が第２
の無線通信装置を搭載した車両であるか否かを識別す
る。したがって、請求項４記載の発明によれば、複数台
の車両の車間距離が短い場合であっても、複数台の車両
の中で通信車両を特定することができる。
【００６０】また、請求項７記載の発明によれば、方位
測定手段が複数の第２の無線通信装置から送信される無
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の無線通信装置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。
測定手段が複数の第２の無線通信装置から送信される無
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の無線通信装置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】 図１に示した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。
線フレームフォーマットを示す図である。
【図４】 図１に示した通信車両判定装置を模式的に示
した側面図である。
した側面図である。
【図５】 図１に示した通信車両判定装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
するためのタイミングチャートである。
【図６】 図１に示したＤＦ装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図７】 モデル化した車両の形状サイズを示す図であ
る。
る。
【図８】 長車長車両の基準角度の設定方法を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図９】 短車長車両の基準角度の設定方法を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図１０】 図１に示した車両識別部の動作の流れを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１１】 図１に示した車両識別部が作成するＤＦテ
ーブルを示す図である。
ーブルを示す図である。
【図１２】 従来のＥＴＣシステムの構成を示す平面図
である。
である。
【図１３】 図１２に示す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。
しない条件を示す斜視図である。
１ａ，１ｂ…車両検知器、２，１１…無線通信装置、３
…ＤＦ装置、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、４…車
両識別部、１２…ＥＴＣ車両、１３…車両、１４…非Ｅ
ＴＣ車両、Ａ…通信設定領域、Ｂ…通信可能領域、θ
1 、θ2 …限界到来角度、θth1 ，θth2…基準角度。
…ＤＦ装置、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、４…車
両識別部、１２…ＥＴＣ車両、１３…車両、１４…非Ｅ
ＴＣ車両、Ａ…通信設定領域、Ｂ…通信可能領域、θ
1 、θ2 …限界到来角度、θth1 ，θth2…基準角度。
Claims (7)
- 【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の無線通信装置と前記車両に搭載された第２の無
線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システムに
おいて、 前記車両が前記ゲートに進入したことを検出する第１の
車両検知器と、 前記第２の無線通信装置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する方位測定手
段と、 前記第１の車両検知器及び前記方位測定手段に接続され
かつ前記第１の車両検知器が前記車両の進入を検出した
ときの前記無線電波の前記到来角度が予め設定された所
定の範囲内にあれば前記第１の車両検知器によって検出
された前記車両が前記第２の無線通信装置を搭載した前
記車両であると判定する車両識別手段とを備え、 前記第１の無線通信装置及び前記方位測定手段は前記第
１の車両検知器の近傍に配設されていることを特徴とす
る電波到来角計測による通信車両判定装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記車両識別手段で予め設定される前記所定の範囲は、
前記第１の車両検知器によって前記車両の進入が検出さ
れたときに前記車両に搭載された前記第２の無線通信装
置から送信される前記無線電波の前記到来角度と前記車
両の後続車両に搭載された前記第２の無線通信装置から
送信される前記無線電波の前記到来角度との間の角度で
ある予め設定された基準角度に基づく角度範囲であるこ
とを特徴とする電波到来角計測による通信車両判定装
置。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記基準方向は、鉛直方向であり、 前記車両識別手段で予め設定される前記所定の範囲は、
前記基準角度より小さい前記角度範囲であることを特徴
とする電波到来角計測による通信車両判定装置。 - 【請求項４】 請求項１において、 前記第１の車両検知器に対し車両進入側に離間して配設
されるとともに前記車両識別手段に接続されかつ前記第
１の車両検知器の車両進入検出位置より車両進入側の所
定の位置を前記車両が通過完了したことを検出する第２
の車両検知器を含み、 前記車両識別手段は、前記第１の車両検知器によって前
記車両の進入が検出されたときに前記第２の車両検知器
によって前記車両の通過完了が検出されているか否かに
より前記車両を第１及び第２の車両に分類する手段を含
み、 前記車両識別手段には前記第１及び第２の車両それぞれ
に対して前記所定の範囲が予め設定されていることを特
徴とする電波到来角計測による通信車両判定装置。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記車両識別手段で前記第１の車両に対して予め設定さ
れる前記所定の範囲は、前記第１の車両検知器によって
前記第１の車両の進入が検出されたときに前記第１の車
両に搭載された前記第２の無線通信装置から送信される
前記無線電波の前記到来角度と前記第１の車両の後続車
両に搭載された前記第２の無線通信装置から送信される
前記無線電波の前記到来角度との間の角度である予め設
定された第１の基準角度に基づく角度範囲であり、 前記車両識別手段で前記第２の車両に対して予め設定さ
れる前記所定の範囲は、前記第１の車両検知器によって
前記第２の車両の進入が検出されたときに前記第２の車
両に搭載された前記第２の無線通信装置から送信される
前記無線電波の前記到来角度と前記第２の車両の後続車
両に搭載された前記第２の無線通信装置から送信される
前記無線電波の前記到来角度との間の角度である予め設
定された第２の基準角度に基づく角度範囲であることを
特徴とする電波到来角計測による通信車両判定装置。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記基準方向は、鉛直方向であり、 前記車両識別手段で前記第１の車両に対して予め設定さ
れる前記所定の範囲は、前記第１の基準角度より小さい
前記角度範囲であり、 前記車両識別手段で前記第２の車両に対して予め設定さ
れる前記所定の範囲は、前記第２の基準角度より小さい
前記角度範囲であることを特徴とする電波到来角計測に
よる通信車両判定装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかにおい
て、 前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置と
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
無線通信装置に対して前記無線電波を送信する時間を前
記各第２の無線通信装置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の無線通信装置から送
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電波到来
角計測による通信車両判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9250453A JPH1186056A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 電波到来角計測による通信車両判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9250453A JPH1186056A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 電波到来角計測による通信車両判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186056A true JPH1186056A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17208110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9250453A Pending JPH1186056A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 電波到来角計測による通信車両判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186056A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002109592A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | 料金収受システム |
| JP2005109596A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | アンテナ装置 |
| JP2008071113A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Omron Corp | ゲート装置 |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP9250453A patent/JPH1186056A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002109592A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | 料金収受システム |
| JP2005109596A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | アンテナ装置 |
| JP2008071113A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Omron Corp | ゲート装置 |
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