情報処理装置及びＥＴＣシステム
【課題】車両に搭載された車載器との間で通信を行う場合に、電波吸収体によらずに、誤通信を回避する。
【解決手段】電波到来角度検出部１０１は、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の送出元の方位を、水平角度Φと垂直角度θで特定する。角度関係定義情報記憶部１０３は、車両が自レーンを走行する場合に当該車両の車載器から送出された電波が角度検出用アンテナ２００に到来する際の水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が定義される角度関係定義情報を記憶している。車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１により特定された水平角度Φと垂直角度θと、角度関係定義情報とを照合し、電波到来角度検出部１０１により特定された水平角度Φと垂直角度θが角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の送出元が自レーンを走行する車両の車載器であると判定する。
【解決手段】電波到来角度検出部１０１は、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の送出元の方位を、水平角度Φと垂直角度θで特定する。角度関係定義情報記憶部１０３は、車両が自レーンを走行する場合に当該車両の車載器から送出された電波が角度検出用アンテナ２００に到来する際の水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が定義される角度関係定義情報を記憶している。車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１により特定された水平角度Φと垂直角度θと、角度関係定義情報とを照合し、電波到来角度検出部１０１により特定された水平角度Φと垂直角度θが角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の送出元が自レーンを走行する車両の車載器であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、到来した電波の送出元の位置を判定する技術に関する。
より具体的には、本発明は、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムにおいて電波の送出元の車両が走行しているレーンを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＴＣシステムでは、料金所の近傍に配置されているアンテナと車両に搭載されている車載器との間の無線通信により課金処理に必要な情報が送受信される。
有料道路の料金所では、複数のＥＴＣレーンが隣接して配置されていることが一般的である。
また、ＥＴＣレーンに隣接して一般道が配置されていることもある。
このように複数のＥＴＣレーンが隣接して配置されている場合や、ＥＴＣレーンに隣接して一般道が配置されている場合には、ＥＴＣレーン間における誤通信やＥＴＣレーンと一般道との間における誤通信が起こり得る。
誤通信が起こると、料金未収受や二重課金、また金額間違い等が生じる可能性がある。
この点につき、例えば、特許文献１及び特許文献２では、隣接レーンまたは一般道を走行する車両との誤通信防止のため、道路端に電波吸収体を設置することで対策を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２３１１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示の電波吸収体は素材、設置工事を含めて費用が高いという課題がある。
また、経年劣化により電波吸収体を交換する必要があるという課題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決することを主な目的としており、車両に搭載された車載器との間で通信を行う場合に、電波吸収体によらずに、誤通信を回避することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る情報処理装置は、
車両が走行する走行レーン上の所定の位置に、走行する車両に対向する向きで配置され、前記走行レーンの長手方向における水平軸と前記水平軸に直交する鉛直方向の垂直軸が指定されており、到来した電波の送出元の方位を特定するための方位特定用アンテナ
に接続されている情報処理装置であって、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元の方位を、前記水平軸を基準とする角度である水平角度と、前記垂直軸を基準とする角度である垂直角度で特定する電波方位特定部と、
電波を送出する車載器が搭載された車両が前記走行レーンを走行する場合に前記車載器から送出された電波が前記方位特定用アンテナに到来する際の水平角度と垂直角度との対応関係が定義される角度関係定義情報を記憶する角度関係定義情報記憶部と、
前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度と前記角度関係定義情報とを照合し、前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定する走行判定部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、方位特定用アンテナに到来した電波の送信元の方位を特定して、電波の送出元が走行レーンを走行する車両の車載器か否かを判定することができるので、電波吸収体によらずに、誤通信を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る情報処理装置の構成例を示す図。
【図２】実施の形態１に係るレーン、アンテナ及び車両の位置関係を説明する図。
【図３】実施の形態１に係るレーン、アンテナ及び車両の位置関係とＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を説明する図。
【図４】実施の形態１に係るアンテナに到来した電波の水平角度及び垂直角度を説明する図。
【図５】実施の形態１に係る自レーン及び隣接レーンにおける水平角度及び垂直角度の関係を説明する図。
【図６】実施の形態１に係る角度検出用アンテナの構成例を示す図。
【図７】実施の形態１に係る角度検出用アンテナの構成例を示す図。
【図８】実施の形態１に係る車載器位置判定部の動作例を示すフローチャート図。
【図９】実施の形態１に係る車載器位置判定部の判定例を説明する図。
【図１０】実施の形態１に係る車載器位置判定部の判定例を説明する図。
【図１１】実施の形態１に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本実施の形態では、ＥＴＣなどの路側機器と車載器とが無線通信を行う路車間通信システムにおいて、電波吸収体を用いることなく、隣接するレーン間の誤通信を回避する構成を説明する。
本実施の形態では、路側用アンテナの受信アンテナにおいて、複数のアンテナから電波の到来方向を求めるアンテナを用い、車載器から受信した信号から、路側アンテナを基準とした水平方向と垂直方向の電波到来角度を検出する。
電波到来角度が検出できれば、電波到来角度とアンテナ高さから電波の路来方向すなわち車載器の位置（対象の走行レーンを走行している車両の車載器からの電波であるか否か）を求めることができる。
ただし、１ポイントでの推定では誤差が大きく位置を誤る可能性が高くなるため、車両の進入に合せて複数のポイントのデータを用いて車載器の進入レーンを推定する。
前記で推定した車載器の位置により、対象の走行レーン（以下、自レーンともいう）内に車載器がいる時は通信を開始し、自レーンにいない時は通信をやめることで電波吸収体の使用を不要もしくは削減することが可能となる。
以下、図面を参照しながら、本実施の形態に係る構成を説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係る情報処理装置１００の構成を示す。
【００１１】
情報処理装置１００は、角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００に接続されている。
角度検出用アンテナ２００は、到来した電波の送出元の方位（水平角度、垂直角度）を特定するためのアンテナである。
角度検出用アンテナ２００は方位特定用アンテナの例に相当する。
通信用アンテナ３００は、車両に搭載されている車載器と通行料金の課金に必要な情報の送受信を行うためのアンテナである。
【００１２】
角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００は、例えば、図２に示すように、料金所の近傍において、車両が走行する走行レーン（自レーン）上の所定の位置に、走行する車両４００に対向する向きで配置されている。
図２（ａ）は、上空から走行レーンを見た状態を示しており、図２（ｂ）は、側方から走行レーンを見た状態を示している。
自レーンを走行する車両４００に搭載されている車載器から送信された無線通信用の電波は角度検出用アンテナ２００で受波され、角度検出用アンテナ２００で受波された電波の送信元が自レーンを走行している車両４００であると判定した場合に、情報処理装置１００は、通信用アンテナ３００を介して、車両４００の車載器と料金収受のための通信を行う。
【００１３】
角度検出用アンテナ２００は、水平角度及び垂直角度を検出する必要があるため、図６に例示するように、例えばＸ軸（水平軸）の方向に２つ、Ｚ軸（垂直軸）の方向に２つ配置することが考えられる。
また、図７に例示するように、３つの角度検出用アンテナ２００を配置するようにしてもよい。
【００１４】
なお、Ｘ軸は、図３に示すように、自レーンの長手方向における軸であり、Ｚ軸は、Ｘ軸に直交する鉛直方向の軸である。
Ｘ軸は、例えば、自レーンの路面に平行する軸とすることが考えられるが、これに限らない。
【００１５】
なお、図１等では、角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００を別の構成にしているが記載しているが、両者の機能を１つのアンテナで実現してもよい。
【００１６】
次に、情報処理装置１００の内部構成例について説明する。
【００１７】
電波到来角度検出部１０１は、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の送出元の方位を、Ｘ軸（水平軸）を基準とする角度である水平角度Φと、Ｚ軸（垂直軸）を基準とする角度である垂直角度θで特定する。
水平角度Φ及び垂直角度θは、具体的には、図４に示す角度である。
つまり、水平角度Φは、角度検出用アンテナ２００のアンテナ位置を基準にした走行レーンの幅方向の角度であり、垂直角度θは、角度検出用アンテナ２００のアンテナ位置を基準にした遠近方向の角度である。
なお、車両４００内の要素５００は車載器を表している。
電波到来角度検出部１０１の角度検出の方法はいくつかあるが、例えば２つの角度検出用アンテナ２００間の距離と受信電波の位相差を用いる方法では以下のように検出できる。
水平角度Φ＝ｓｉｎ−１（λ・α／ｄ／３６０） ［度］ ・・・式１
ｄ：アンテナ水平間距離
λ：波長
α：受信電波の位相差
垂直角度θについても同様に求めることができる。
また、電波到来角度検出部１０１は、受信電波に対するデコード処理を行ってＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報（例えば、車両４００の識別子）を抽出する。
そして、電波到来角度検出部１０１は、水平角度Φ及び垂直角度θと、ＩＤ情報を車載器位置判定部１０２に出力する。
なお、電波到来角度検出部１０１は、電波方位特定部の例である。
【００１８】
車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１により特定された水平角度Φ及び垂直角度θと後述する角度関係定義情報記憶部１０３に記憶されている角度関係定義情報とを照合する。
そして、水平角度Φ及び垂直角度θが角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、車載器位置判定部１０２は、車載器５００を搭載する車両４００が自レーンを走行している、すなわち、電波到来角度検出部１０１により水平角度Φ及び垂直角度θが検出された電波の送信元は自レーンを走行している車両４００の車載器５００であると判定する。
自レーンを走行している車両４００の車載器５００からの電波であると判定した場合に、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報を課金処理部１０４に出力する。
なお、車載器位置判定部１０２は、所定の垂直角度θを閾値角度として保持し、電波到来角度検出部１０１から入力した垂直角度θが閾値角度以下になった時点で、角度関係定義情報との照合を開始する。
また、車載器位置判定部１０２は、正確を期すために、同じＩＤ情報に対して、水平角度Φ及び垂直角度θと角度関係定義情報との照合を複数回行い、当該複数回の照合において水平角度Φ及び垂直角度θが連続して角度関係定義情報と整合している場合に、電波の送信元が自レーン内の車両４００であると判定する。
車載器位置判定部１０２は、走行判定部の例である。
【００１９】
角度関係定義情報記憶部１０３は、角度関係定義情報を記憶している。
角度関係定義情報は、車載器が搭載された車両が自レーンを走行する場合に当該車載器から送出された電波が角度検出用アンテナ２００に到来する際の水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が定義される情報である。
例えば、図２に示すような以下の環境のＥＴＣの料金所を考える。
アンテナ高さ：地上高 ５ｍ
車載器高さ ：地上高 １〜２ｍ
自レーン幅 ：３．５ｍ
アイランド幅：２．２ｍ
この環境では、自レーンを走行する車両の車載器からの電波の水平角度Φと垂直角度θと、隣接レーンを走行する車両の車載器からの電波の水平角度Φと垂直角度θとは、図５に示すようにプロットされる。
角度関係定義情報は、図５に例示する自レーン内の車両の車載器からの電波の水平角度Φと垂直角度θの対応関係（水平角度Φと垂直角度θのプロット結果）が示される情報である。
【００２０】
ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５は、車載器位置判定部１０２により同じＩＤ情報に対して水平角度Φ及び垂直角度θが角度関係定義情報と整合していると判定された回数を計数する。
【００２１】
課金処理部１０４は、道路料金の課金に関する処理を行う。
より具体的には、課金処理部１０４は、車載器位置判定部１０２から通知されたＩＤ情報と同じＩＤ情報が通信用アンテナ３００で受波された電波に含まれている場合に、当該ＩＤ情報に対して道路料金の課金に関する処理を行う。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る情報処理装置１００の動作例を説明する。
図８は車載器位置判定部１０２の動作例を示すフローチャートであり、以下では、図８を参照しながら、車載器位置判定部１０２の動作を中心に情報処理装置１００の動作例を説明する。
【００２３】
電波到来角度検出部１０１は、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の平角度Φと垂直角度θを、例えば、上記の式１に従って算出する。
また、電波到来角度検出部１０１は、受信電波に対するデコード処理を行ってＩＤ情報（例えば、車両４００の識別子）を抽出し、水平角度Φ及び垂直角度θと、ＩＤ情報を車載器位置判定部１０２に出力する。
【００２４】
車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から水平角度Φ及び垂直角度θとＩＤ情報を入力する（Ｓ８０１）。
【００２５】
次に、車載器位置判定部１０２は、垂直角度θが所定の閾値角度以下であるかを判断し（Ｓ８０２）、閾値角度よりも大きい場合（Ｓ８０２でＮＯ）は、処理を終える。
【００２６】
一方、垂直角度θが閾値角度以下である場合（Ｓ８０２でＹＥＳ）は、角度関係定義情報を参照し、水平角度Φが許容範囲内にあるかを判断する（Ｓ８０３）。
つまり、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力した水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が、図５に例示する自レーン内のグラフから逸脱していないかの判断を行う。
【００２７】
水平角度Φが許容範囲内である場合（Ｓ８０３でＹＥＳ）は、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているかを判断する（Ｓ８０４）。
【００２８】
電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されていない場合（Ｓ８０４でＮＯ）は、車載器位置判定部１０２は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５にそのＩＤ情報とカウント値として１（１回）を蓄積させる。
【００２９】
一方、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されている場合（Ｓ８０４でＹＥＳ）は、車載器位置判定部１０２は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているカウント値を読み出し（Ｓ８０６）、カウント値をカウントアップする（Ｓ８０７）。
そして、車載器位置判定部１０２は、カウントアップ後のカウント値が条件値（例えば、５回）に達したかを判断する（Ｓ８０８）。
【００３０】
カウントアップ後のカウント値が条件値に達していない場合（Ｓ８０８でＮＯ）は、車載器位置判定部１０２は、カウントアップ後のカウント値をＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積させて処理を終える。
一方、カウントアップ後のカウント値が条件値に達している場合（Ｓ８０８でＹＥＳ）は、車載器位置判定部１０２は、受信電波の送信元の車両４００が自レーンを走行中と判定し（Ｓ８０９）、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報を課金処理部１０４に出力する。
課金処理部１０４では、前述のように、ＩＤ情報に基づき、課金処理を行う。
また、車載器位置判定部１０２は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５のＩＤ情報及びカウント値をクリアする。
【００３１】
また、Ｓ８０３の判断において、水平角度Φが許容範囲内にない場合、つまり、電波到来角度検出部１０１から入力した水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が、図５に例示する自レーン内のグラフから逸脱している場合は、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているかを判断する（Ｓ８１１）。
そして、同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されている場合（Ｓ８１１でＹＥＳ）は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているＩＤ情報とカウント値を消去する（Ｓ８１２）。
一方、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されていない場合（Ｓ８１１でＮＯ）は、車載器位置判定部１０２は処理を終える。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る車載器位置判定部１０２の動作例を具体的に説明する。
ここでは、上記のＥＴＣ料金所、すなわち、以下の環境のＥＴＣ料金所を例にとり車載器位置判定部１０２の動作例を説明する。
アンテナ高さ：地上高 ５ｍ
車載器高さ ：地上高 １〜２ｍ
自レーン幅 ：３．５ｍ
アイランド幅：２．２ｍ
【００３３】
料金所レーンと座標系は図４に示した通りであり、ここで到来角度と車載器５００位置との関係は以下の式となる。
水平角度Φ＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ）
垂直角度θ＝ｔａｎ−１（ρ／Ｘ） ただし ρ＝√（Ｘ＾２＋Ｙ＾２）
この関係より車載器の高さが地上高１〜２ｍの範囲であることを考慮すると、自レーン内と隣接レーンの水平角度Φと垂直角度θの関係は、上述したように図５のようになる。
よって、ある垂直角度θの時に水平角度Φの値が車載器高さＨ＝２に相当する水平角度Φ以下となっていれば自レーン内に存在すると推定できる。
垂直角度θが大きい時には、自レーンと隣接レーンの位相差が小さいこと、また、現地環境では周囲の反射により誤差が発生すると考えられるため車載器位置判定部１０２は以下のような判定を実施する。
垂直角度θがある角度より小さくなった時点で判定を開始する。
１ポイントでの判定ではなく、例えば連続５回のデータが自レーン内である場合に自レーン内と判定する。
また、車載器位置判定部１０２は、前後の角度差から速度ベクトルを求めデータの信頼性検定を行ってもよい。
【００３４】
図９は、車載器位置判定部１０２の判定例を説明する図である。
図９では、自レーン内の車両の車載器からの電波を受信した例を示している。
図９では、説明のため、電波到来角度検出部１０１から同じＩＤ情報（以下、ＩＤ情報：ＡＡＡとする）に対して入力した水平角度Φと垂直角度θとを図５のグラフ上に時系列に点α０〜α５としてマッピングしている（α０が最も古いデータであり、α５が最も新しいデータ）。
なお、図９では隣接レーンのグラフも表示しているが、これは説明上の理由であり、車載器位置判定部１０２では隣接レーンでの水平角度Φと垂直角度θの対応関係を考慮する必要はない。
また、図９では、垂直角度θ＝４５度を図８のＳ８０２における閾値角度としている。
また、ここでは、連続して５回、水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が角度関係定義情報（図９の自レーンのグラフ）と整合している場合に、図８のＳ８０９の自レーンを走行中との判定を行うものとする。
【００３５】
最初に、車載器位置判定部１０２は、点α０に相当する水平角度Φと垂直角度θを電波到来角度検出部１０１から入力した場合は、入力した垂直角度θ＞４５度なので、Ｓ８０２でＮＯとなる。
次に、車載器位置判定部１０２が、点α１に相当する水平角度Φと垂直角度θを電波到来角度検出部１０１から入力した場合は、入力した垂直角度θ＜４５度なので、Ｓ８０２でＹＥＳとなる。
また、点α１における水平角度Φは自レーン内のグラフの水平角度Φよりも小さいのでＳ８０３でＹＥＳとなり、また、点α１時点でＩＤ情報：ＡＡＡは蓄積されていないので、Ｓ８０４でＮＯとなり、車載器位置判定部１０２は、Ｓ８０５で、ＩＤ情報：ＡＡＡとカウント値（１回）を蓄積させる。
また、車載器位置判定部１０２が点α２〜α４に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力している間は、Ｓ８０２でＹＥＳ、Ｓ８０３でＹＥＳ、Ｓ８０４でＹＥＳとなり、Ｓ８０８でＮＯとなる。
一方、車載器位置判定部１０２が点α５に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合は、Ｓ８０２でＹＥＳ、Ｓ８０３でＹＥＳ、Ｓ８０４でＹＥＳとなり、Ｓ８０８でＹＥＳとなり、Ｓ８１０でＩＤ情報：ＡＡＡが課金処理部１０４に出力される。
【００３６】
図１０は、車載器位置判定部１０２の別の判定例を説明する図である。
図１０では、図９の点α０〜α５の代わりに点β１、β２、β３１、β３２、をマッピングしている以外は、図９と同じである。
また、点β１、β２、β３１、β３２に相当する水平角度Φと垂直角度θとともに電波到来角度検出部１０１から入力するＩＤ情報をＢＢＢとする。
【００３７】
最初に、車載器位置判定部１０２は、点β１に相当する水平角度Φと垂直角度θを電波到来角度検出部１０１から入力した場合は、入力した垂直角度θ＜４５度なので、Ｓ８０２でＹＥＳとなる。
また、点β１における水平角度Φは自レーン内のグラフの水平角度Φよりも小さいのでＳ８０３でＹＥＳとなり、また、点β１時点でＩＤ情報：ＢＢＢは蓄積されていないので、Ｓ８０４でＮＯとなり、車載器位置判定部１０２は、Ｓ８０５で、ＩＤ情報：ＢＢＢとカウント値（１回）を蓄積させる。
次に、車載器位置判定部１０２が点β２に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合は、Ｓ８０２でＹＥＳとなるが、Ｓ８０３でＮＯとなり、Ｓ８１１でＹＥＳとなり、Ｓ８１２においてＩＤ情報：ＢＢＢとカウント値（１回）が消去される。
この場合は、点β１又は点β２は反射による計測結果であると考えられる。
また、その後、車載器位置判定部１０２が点β３１に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合はＳ８０２でＹＥＳとなるが、Ｓ８０３でＮＯとなり、Ｓ８１１でＮＯとなる。
点β３１に相当する水平角度Φと垂直角度θが入力された場合は、点β１が反射による計測結果である可能性が高い。
一方、点β３１に相当する水平角度Φと垂直角度θの代わりに、車載器位置判定部１０２が点β３２に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合は、Ｓ８０２でＹＥＳ、Ｓ８０３でＹＥＳとなり、また、点β３２時点でＩＤ情報：ＢＢＢは蓄積されていないので、Ｓ８０４でＮＯとなり、車載器位置判定部１０２は、Ｓ８０５で、ＩＤ情報：ＢＢＢとカウント値（１回）を蓄積させる。
点β３２に相当する水平角度Φと垂直角度θが入力された場合は、点β２が反射による計測結果である可能性が高い。
点β３２以降、４回連続して（合計５回連続して）、自レーンのグラフと整合する水平角度Φと垂直角度θが入力された場合は、図９の場合と同様に、ＩＤ情報：ＢＢＢが課金処理部１０４に通知される。
【００３８】
このように、本実施の形態によれば、角度検出用アンテナに到来した電波の送信元の方位を特定して、電波の送出元が自レーンを走行する車両の車載器か否かを判定することができるので、電波吸収体によらずに、誤通信を回避することができる。
このため、電波吸収体の設置コストが発生せず、また、経年劣化による電波吸収体の交換も発生しない。
【００３９】
最後に、本実施の形態に示した情報処理装置１００のハードウェア構成例について説明する。
図１１は、本実施の形態に示す情報処理装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
なお、図１１の構成は、あくまでも情報処理装置１００のハードウェア構成の一例を示すものであり、情報処理装置１００のハードウェア構成は図１１に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。
【００４０】
図１１において、情報処理装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。
ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介して、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９１４、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。
また、ＣＰＵ９１１は、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器９１５、９１６を介して角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９１５、９１６で変換された後のディジタル信号を処理して、本実施の形態で説明した水平角度Φ及び垂直角度θの検出、課金処理を行う。
【００４１】
また、磁気ディスク装置９２０の代わりに、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク装置、メモリカード（登録商標）読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。
本実施の形態で説明した「角度関係定義情報記憶部１０３」及び「ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５」は、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク装置９２０等により実現される。
【００４２】
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。
プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１がオペレーティングシステム９２１を利用しながら実行する。
【００４３】
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１に実行させるオペレーティングシステム９２１のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１による処理に必要な各種データが格納される。
【００４４】
また、ＲＯＭ９１３には、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）プログラムが格納され、磁気ディスク装置９２０にはブートプログラムが格納されている。
情報処理装置１００の起動時には、ＲＯＭ９１３のＢＩＯＳプログラム及び磁気ディスク装置９２０のブートプログラムが実行され、ＢＩＯＳプログラム及びブートプログラムによりオペレーティングシステム９２１が起動される。
【００４５】
上記プログラム群９２３には、本実施の形態の説明において「〜部」（「角度関係定義情報記憶部１０３」及び「ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５」以外、以下同様）として説明している機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００４６】
ファイル群９２４には、本実施の形態の説明において、「〜の検出」、「〜の特定」、「〜の判定」、「〜の抽出」、「〜の評価」、「〜の更新」、「〜の設定」、「〜の選択」、「〜の入力」、「〜の出力」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。
ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出される。
【００４７】
また、本実施の形態で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。
データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記録される。
また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００４８】
また、本実施の形態の説明において「〜部」として説明しているものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。
すなわち、本実施の形態で説明したフローチャートに示すステップ、手順、処理により、本発明に係る情報処理装置の動作手順を情報処理方法として捉えることができる。
また、「〜部」として説明しているものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。
或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。
プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。
すなわち、プログラムは、本実施の形態の「〜部」、としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、本実施の形態の「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 情報処理装置、１０１ 電波到来角度検出部、１０２ 車載器位置判定部、１０３ 角度関係定義情報記憶部、１０４ 課金処理部、１０５ ＩＤ情報カウント値蓄積部、２００ 角度検出用アンテナ、３００ 通信用アンテナ、４００ 車両、５００ 車載器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、到来した電波の送出元の位置を判定する技術に関する。
より具体的には、本発明は、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムにおいて電波の送出元の車両が走行しているレーンを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＴＣシステムでは、料金所の近傍に配置されているアンテナと車両に搭載されている車載器との間の無線通信により課金処理に必要な情報が送受信される。
有料道路の料金所では、複数のＥＴＣレーンが隣接して配置されていることが一般的である。
また、ＥＴＣレーンに隣接して一般道が配置されていることもある。
このように複数のＥＴＣレーンが隣接して配置されている場合や、ＥＴＣレーンに隣接して一般道が配置されている場合には、ＥＴＣレーン間における誤通信やＥＴＣレーンと一般道との間における誤通信が起こり得る。
誤通信が起こると、料金未収受や二重課金、また金額間違い等が生じる可能性がある。
この点につき、例えば、特許文献１及び特許文献２では、隣接レーンまたは一般道を走行する車両との誤通信防止のため、道路端に電波吸収体を設置することで対策を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２３１１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示の電波吸収体は素材、設置工事を含めて費用が高いという課題がある。
また、経年劣化により電波吸収体を交換する必要があるという課題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決することを主な目的としており、車両に搭載された車載器との間で通信を行う場合に、電波吸収体によらずに、誤通信を回避することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る情報処理装置は、
車両が走行する走行レーン上の所定の位置に、走行する車両に対向する向きで配置され、前記走行レーンの長手方向における水平軸と前記水平軸に直交する鉛直方向の垂直軸が指定されており、到来した電波の送出元の方位を特定するための方位特定用アンテナ
に接続されている情報処理装置であって、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元の方位を、前記水平軸を基準とする角度である水平角度と、前記垂直軸を基準とする角度である垂直角度で特定する電波方位特定部と、
電波を送出する車載器が搭載された車両が前記走行レーンを走行する場合に前記車載器から送出された電波が前記方位特定用アンテナに到来する際の水平角度と垂直角度との対応関係が定義される角度関係定義情報を記憶する角度関係定義情報記憶部と、
前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度と前記角度関係定義情報とを照合し、前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定する走行判定部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、方位特定用アンテナに到来した電波の送信元の方位を特定して、電波の送出元が走行レーンを走行する車両の車載器か否かを判定することができるので、電波吸収体によらずに、誤通信を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る情報処理装置の構成例を示す図。
【図２】実施の形態１に係るレーン、アンテナ及び車両の位置関係を説明する図。
【図３】実施の形態１に係るレーン、アンテナ及び車両の位置関係とＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を説明する図。
【図４】実施の形態１に係るアンテナに到来した電波の水平角度及び垂直角度を説明する図。
【図５】実施の形態１に係る自レーン及び隣接レーンにおける水平角度及び垂直角度の関係を説明する図。
【図６】実施の形態１に係る角度検出用アンテナの構成例を示す図。
【図７】実施の形態１に係る角度検出用アンテナの構成例を示す図。
【図８】実施の形態１に係る車載器位置判定部の動作例を示すフローチャート図。
【図９】実施の形態１に係る車載器位置判定部の判定例を説明する図。
【図１０】実施の形態１に係る車載器位置判定部の判定例を説明する図。
【図１１】実施の形態１に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本実施の形態では、ＥＴＣなどの路側機器と車載器とが無線通信を行う路車間通信システムにおいて、電波吸収体を用いることなく、隣接するレーン間の誤通信を回避する構成を説明する。
本実施の形態では、路側用アンテナの受信アンテナにおいて、複数のアンテナから電波の到来方向を求めるアンテナを用い、車載器から受信した信号から、路側アンテナを基準とした水平方向と垂直方向の電波到来角度を検出する。
電波到来角度が検出できれば、電波到来角度とアンテナ高さから電波の路来方向すなわち車載器の位置（対象の走行レーンを走行している車両の車載器からの電波であるか否か）を求めることができる。
ただし、１ポイントでの推定では誤差が大きく位置を誤る可能性が高くなるため、車両の進入に合せて複数のポイントのデータを用いて車載器の進入レーンを推定する。
前記で推定した車載器の位置により、対象の走行レーン（以下、自レーンともいう）内に車載器がいる時は通信を開始し、自レーンにいない時は通信をやめることで電波吸収体の使用を不要もしくは削減することが可能となる。
以下、図面を参照しながら、本実施の形態に係る構成を説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係る情報処理装置１００の構成を示す。
【００１１】
情報処理装置１００は、角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００に接続されている。
角度検出用アンテナ２００は、到来した電波の送出元の方位（水平角度、垂直角度）を特定するためのアンテナである。
角度検出用アンテナ２００は方位特定用アンテナの例に相当する。
通信用アンテナ３００は、車両に搭載されている車載器と通行料金の課金に必要な情報の送受信を行うためのアンテナである。
【００１２】
角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００は、例えば、図２に示すように、料金所の近傍において、車両が走行する走行レーン（自レーン）上の所定の位置に、走行する車両４００に対向する向きで配置されている。
図２（ａ）は、上空から走行レーンを見た状態を示しており、図２（ｂ）は、側方から走行レーンを見た状態を示している。
自レーンを走行する車両４００に搭載されている車載器から送信された無線通信用の電波は角度検出用アンテナ２００で受波され、角度検出用アンテナ２００で受波された電波の送信元が自レーンを走行している車両４００であると判定した場合に、情報処理装置１００は、通信用アンテナ３００を介して、車両４００の車載器と料金収受のための通信を行う。
【００１３】
角度検出用アンテナ２００は、水平角度及び垂直角度を検出する必要があるため、図６に例示するように、例えばＸ軸（水平軸）の方向に２つ、Ｚ軸（垂直軸）の方向に２つ配置することが考えられる。
また、図７に例示するように、３つの角度検出用アンテナ２００を配置するようにしてもよい。
【００１４】
なお、Ｘ軸は、図３に示すように、自レーンの長手方向における軸であり、Ｚ軸は、Ｘ軸に直交する鉛直方向の軸である。
Ｘ軸は、例えば、自レーンの路面に平行する軸とすることが考えられるが、これに限らない。
【００１５】
なお、図１等では、角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００を別の構成にしているが記載しているが、両者の機能を１つのアンテナで実現してもよい。
【００１６】
次に、情報処理装置１００の内部構成例について説明する。
【００１７】
電波到来角度検出部１０１は、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の送出元の方位を、Ｘ軸（水平軸）を基準とする角度である水平角度Φと、Ｚ軸（垂直軸）を基準とする角度である垂直角度θで特定する。
水平角度Φ及び垂直角度θは、具体的には、図４に示す角度である。
つまり、水平角度Φは、角度検出用アンテナ２００のアンテナ位置を基準にした走行レーンの幅方向の角度であり、垂直角度θは、角度検出用アンテナ２００のアンテナ位置を基準にした遠近方向の角度である。
なお、車両４００内の要素５００は車載器を表している。
電波到来角度検出部１０１の角度検出の方法はいくつかあるが、例えば２つの角度検出用アンテナ２００間の距離と受信電波の位相差を用いる方法では以下のように検出できる。
水平角度Φ＝ｓｉｎ−１（λ・α／ｄ／３６０） ［度］ ・・・式１
ｄ：アンテナ水平間距離
λ：波長
α：受信電波の位相差
垂直角度θについても同様に求めることができる。
また、電波到来角度検出部１０１は、受信電波に対するデコード処理を行ってＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報（例えば、車両４００の識別子）を抽出する。
そして、電波到来角度検出部１０１は、水平角度Φ及び垂直角度θと、ＩＤ情報を車載器位置判定部１０２に出力する。
なお、電波到来角度検出部１０１は、電波方位特定部の例である。
【００１８】
車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１により特定された水平角度Φ及び垂直角度θと後述する角度関係定義情報記憶部１０３に記憶されている角度関係定義情報とを照合する。
そして、水平角度Φ及び垂直角度θが角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、車載器位置判定部１０２は、車載器５００を搭載する車両４００が自レーンを走行している、すなわち、電波到来角度検出部１０１により水平角度Φ及び垂直角度θが検出された電波の送信元は自レーンを走行している車両４００の車載器５００であると判定する。
自レーンを走行している車両４００の車載器５００からの電波であると判定した場合に、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報を課金処理部１０４に出力する。
なお、車載器位置判定部１０２は、所定の垂直角度θを閾値角度として保持し、電波到来角度検出部１０１から入力した垂直角度θが閾値角度以下になった時点で、角度関係定義情報との照合を開始する。
また、車載器位置判定部１０２は、正確を期すために、同じＩＤ情報に対して、水平角度Φ及び垂直角度θと角度関係定義情報との照合を複数回行い、当該複数回の照合において水平角度Φ及び垂直角度θが連続して角度関係定義情報と整合している場合に、電波の送信元が自レーン内の車両４００であると判定する。
車載器位置判定部１０２は、走行判定部の例である。
【００１９】
角度関係定義情報記憶部１０３は、角度関係定義情報を記憶している。
角度関係定義情報は、車載器が搭載された車両が自レーンを走行する場合に当該車載器から送出された電波が角度検出用アンテナ２００に到来する際の水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が定義される情報である。
例えば、図２に示すような以下の環境のＥＴＣの料金所を考える。
アンテナ高さ：地上高 ５ｍ
車載器高さ ：地上高 １〜２ｍ
自レーン幅 ：３．５ｍ
アイランド幅：２．２ｍ
この環境では、自レーンを走行する車両の車載器からの電波の水平角度Φと垂直角度θと、隣接レーンを走行する車両の車載器からの電波の水平角度Φと垂直角度θとは、図５に示すようにプロットされる。
角度関係定義情報は、図５に例示する自レーン内の車両の車載器からの電波の水平角度Φと垂直角度θの対応関係（水平角度Φと垂直角度θのプロット結果）が示される情報である。
【００２０】
ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５は、車載器位置判定部１０２により同じＩＤ情報に対して水平角度Φ及び垂直角度θが角度関係定義情報と整合していると判定された回数を計数する。
【００２１】
課金処理部１０４は、道路料金の課金に関する処理を行う。
より具体的には、課金処理部１０４は、車載器位置判定部１０２から通知されたＩＤ情報と同じＩＤ情報が通信用アンテナ３００で受波された電波に含まれている場合に、当該ＩＤ情報に対して道路料金の課金に関する処理を行う。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る情報処理装置１００の動作例を説明する。
図８は車載器位置判定部１０２の動作例を示すフローチャートであり、以下では、図８を参照しながら、車載器位置判定部１０２の動作を中心に情報処理装置１００の動作例を説明する。
【００２３】
電波到来角度検出部１０１は、角度検出用アンテナ２００に到来した電波の平角度Φと垂直角度θを、例えば、上記の式１に従って算出する。
また、電波到来角度検出部１０１は、受信電波に対するデコード処理を行ってＩＤ情報（例えば、車両４００の識別子）を抽出し、水平角度Φ及び垂直角度θと、ＩＤ情報を車載器位置判定部１０２に出力する。
【００２４】
車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から水平角度Φ及び垂直角度θとＩＤ情報を入力する（Ｓ８０１）。
【００２５】
次に、車載器位置判定部１０２は、垂直角度θが所定の閾値角度以下であるかを判断し（Ｓ８０２）、閾値角度よりも大きい場合（Ｓ８０２でＮＯ）は、処理を終える。
【００２６】
一方、垂直角度θが閾値角度以下である場合（Ｓ８０２でＹＥＳ）は、角度関係定義情報を参照し、水平角度Φが許容範囲内にあるかを判断する（Ｓ８０３）。
つまり、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力した水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が、図５に例示する自レーン内のグラフから逸脱していないかの判断を行う。
【００２７】
水平角度Φが許容範囲内である場合（Ｓ８０３でＹＥＳ）は、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているかを判断する（Ｓ８０４）。
【００２８】
電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されていない場合（Ｓ８０４でＮＯ）は、車載器位置判定部１０２は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５にそのＩＤ情報とカウント値として１（１回）を蓄積させる。
【００２９】
一方、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されている場合（Ｓ８０４でＹＥＳ）は、車載器位置判定部１０２は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているカウント値を読み出し（Ｓ８０６）、カウント値をカウントアップする（Ｓ８０７）。
そして、車載器位置判定部１０２は、カウントアップ後のカウント値が条件値（例えば、５回）に達したかを判断する（Ｓ８０８）。
【００３０】
カウントアップ後のカウント値が条件値に達していない場合（Ｓ８０８でＮＯ）は、車載器位置判定部１０２は、カウントアップ後のカウント値をＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積させて処理を終える。
一方、カウントアップ後のカウント値が条件値に達している場合（Ｓ８０８でＹＥＳ）は、車載器位置判定部１０２は、受信電波の送信元の車両４００が自レーンを走行中と判定し（Ｓ８０９）、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報を課金処理部１０４に出力する。
課金処理部１０４では、前述のように、ＩＤ情報に基づき、課金処理を行う。
また、車載器位置判定部１０２は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５のＩＤ情報及びカウント値をクリアする。
【００３１】
また、Ｓ８０３の判断において、水平角度Φが許容範囲内にない場合、つまり、電波到来角度検出部１０１から入力した水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が、図５に例示する自レーン内のグラフから逸脱している場合は、車載器位置判定部１０２は、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているかを判断する（Ｓ８１１）。
そして、同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されている場合（Ｓ８１１でＹＥＳ）は、ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されているＩＤ情報とカウント値を消去する（Ｓ８１２）。
一方、電波到来角度検出部１０１から入力したＩＤ情報と同じＩＤ情報がＩＤ情報カウント値蓄積部１０５に蓄積されていない場合（Ｓ８１１でＮＯ）は、車載器位置判定部１０２は処理を終える。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る車載器位置判定部１０２の動作例を具体的に説明する。
ここでは、上記のＥＴＣ料金所、すなわち、以下の環境のＥＴＣ料金所を例にとり車載器位置判定部１０２の動作例を説明する。
アンテナ高さ：地上高 ５ｍ
車載器高さ ：地上高 １〜２ｍ
自レーン幅 ：３．５ｍ
アイランド幅：２．２ｍ
【００３３】
料金所レーンと座標系は図４に示した通りであり、ここで到来角度と車載器５００位置との関係は以下の式となる。
水平角度Φ＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ）
垂直角度θ＝ｔａｎ−１（ρ／Ｘ） ただし ρ＝√（Ｘ＾２＋Ｙ＾２）
この関係より車載器の高さが地上高１〜２ｍの範囲であることを考慮すると、自レーン内と隣接レーンの水平角度Φと垂直角度θの関係は、上述したように図５のようになる。
よって、ある垂直角度θの時に水平角度Φの値が車載器高さＨ＝２に相当する水平角度Φ以下となっていれば自レーン内に存在すると推定できる。
垂直角度θが大きい時には、自レーンと隣接レーンの位相差が小さいこと、また、現地環境では周囲の反射により誤差が発生すると考えられるため車載器位置判定部１０２は以下のような判定を実施する。
垂直角度θがある角度より小さくなった時点で判定を開始する。
１ポイントでの判定ではなく、例えば連続５回のデータが自レーン内である場合に自レーン内と判定する。
また、車載器位置判定部１０２は、前後の角度差から速度ベクトルを求めデータの信頼性検定を行ってもよい。
【００３４】
図９は、車載器位置判定部１０２の判定例を説明する図である。
図９では、自レーン内の車両の車載器からの電波を受信した例を示している。
図９では、説明のため、電波到来角度検出部１０１から同じＩＤ情報（以下、ＩＤ情報：ＡＡＡとする）に対して入力した水平角度Φと垂直角度θとを図５のグラフ上に時系列に点α０〜α５としてマッピングしている（α０が最も古いデータであり、α５が最も新しいデータ）。
なお、図９では隣接レーンのグラフも表示しているが、これは説明上の理由であり、車載器位置判定部１０２では隣接レーンでの水平角度Φと垂直角度θの対応関係を考慮する必要はない。
また、図９では、垂直角度θ＝４５度を図８のＳ８０２における閾値角度としている。
また、ここでは、連続して５回、水平角度Φと垂直角度θとの対応関係が角度関係定義情報（図９の自レーンのグラフ）と整合している場合に、図８のＳ８０９の自レーンを走行中との判定を行うものとする。
【００３５】
最初に、車載器位置判定部１０２は、点α０に相当する水平角度Φと垂直角度θを電波到来角度検出部１０１から入力した場合は、入力した垂直角度θ＞４５度なので、Ｓ８０２でＮＯとなる。
次に、車載器位置判定部１０２が、点α１に相当する水平角度Φと垂直角度θを電波到来角度検出部１０１から入力した場合は、入力した垂直角度θ＜４５度なので、Ｓ８０２でＹＥＳとなる。
また、点α１における水平角度Φは自レーン内のグラフの水平角度Φよりも小さいのでＳ８０３でＹＥＳとなり、また、点α１時点でＩＤ情報：ＡＡＡは蓄積されていないので、Ｓ８０４でＮＯとなり、車載器位置判定部１０２は、Ｓ８０５で、ＩＤ情報：ＡＡＡとカウント値（１回）を蓄積させる。
また、車載器位置判定部１０２が点α２〜α４に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力している間は、Ｓ８０２でＹＥＳ、Ｓ８０３でＹＥＳ、Ｓ８０４でＹＥＳとなり、Ｓ８０８でＮＯとなる。
一方、車載器位置判定部１０２が点α５に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合は、Ｓ８０２でＹＥＳ、Ｓ８０３でＹＥＳ、Ｓ８０４でＹＥＳとなり、Ｓ８０８でＹＥＳとなり、Ｓ８１０でＩＤ情報：ＡＡＡが課金処理部１０４に出力される。
【００３６】
図１０は、車載器位置判定部１０２の別の判定例を説明する図である。
図１０では、図９の点α０〜α５の代わりに点β１、β２、β３１、β３２、をマッピングしている以外は、図９と同じである。
また、点β１、β２、β３１、β３２に相当する水平角度Φと垂直角度θとともに電波到来角度検出部１０１から入力するＩＤ情報をＢＢＢとする。
【００３７】
最初に、車載器位置判定部１０２は、点β１に相当する水平角度Φと垂直角度θを電波到来角度検出部１０１から入力した場合は、入力した垂直角度θ＜４５度なので、Ｓ８０２でＹＥＳとなる。
また、点β１における水平角度Φは自レーン内のグラフの水平角度Φよりも小さいのでＳ８０３でＹＥＳとなり、また、点β１時点でＩＤ情報：ＢＢＢは蓄積されていないので、Ｓ８０４でＮＯとなり、車載器位置判定部１０２は、Ｓ８０５で、ＩＤ情報：ＢＢＢとカウント値（１回）を蓄積させる。
次に、車載器位置判定部１０２が点β２に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合は、Ｓ８０２でＹＥＳとなるが、Ｓ８０３でＮＯとなり、Ｓ８１１でＹＥＳとなり、Ｓ８１２においてＩＤ情報：ＢＢＢとカウント値（１回）が消去される。
この場合は、点β１又は点β２は反射による計測結果であると考えられる。
また、その後、車載器位置判定部１０２が点β３１に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合はＳ８０２でＹＥＳとなるが、Ｓ８０３でＮＯとなり、Ｓ８１１でＮＯとなる。
点β３１に相当する水平角度Φと垂直角度θが入力された場合は、点β１が反射による計測結果である可能性が高い。
一方、点β３１に相当する水平角度Φと垂直角度θの代わりに、車載器位置判定部１０２が点β３２に相当する水平角度Φと垂直角度θを入力した場合は、Ｓ８０２でＹＥＳ、Ｓ８０３でＹＥＳとなり、また、点β３２時点でＩＤ情報：ＢＢＢは蓄積されていないので、Ｓ８０４でＮＯとなり、車載器位置判定部１０２は、Ｓ８０５で、ＩＤ情報：ＢＢＢとカウント値（１回）を蓄積させる。
点β３２に相当する水平角度Φと垂直角度θが入力された場合は、点β２が反射による計測結果である可能性が高い。
点β３２以降、４回連続して（合計５回連続して）、自レーンのグラフと整合する水平角度Φと垂直角度θが入力された場合は、図９の場合と同様に、ＩＤ情報：ＢＢＢが課金処理部１０４に通知される。
【００３８】
このように、本実施の形態によれば、角度検出用アンテナに到来した電波の送信元の方位を特定して、電波の送出元が自レーンを走行する車両の車載器か否かを判定することができるので、電波吸収体によらずに、誤通信を回避することができる。
このため、電波吸収体の設置コストが発生せず、また、経年劣化による電波吸収体の交換も発生しない。
【００３９】
最後に、本実施の形態に示した情報処理装置１００のハードウェア構成例について説明する。
図１１は、本実施の形態に示す情報処理装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
なお、図１１の構成は、あくまでも情報処理装置１００のハードウェア構成の一例を示すものであり、情報処理装置１００のハードウェア構成は図１１に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。
【００４０】
図１１において、情報処理装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。
ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介して、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９１４、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。
また、ＣＰＵ９１１は、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器９１５、９１６を介して角度検出用アンテナ２００と通信用アンテナ３００に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９１５、９１６で変換された後のディジタル信号を処理して、本実施の形態で説明した水平角度Φ及び垂直角度θの検出、課金処理を行う。
【００４１】
また、磁気ディスク装置９２０の代わりに、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク装置、メモリカード（登録商標）読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。
本実施の形態で説明した「角度関係定義情報記憶部１０３」及び「ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５」は、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク装置９２０等により実現される。
【００４２】
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。
プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１がオペレーティングシステム９２１を利用しながら実行する。
【００４３】
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１に実行させるオペレーティングシステム９２１のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。
また、ＲＡＭ９１４には、ＣＰＵ９１１による処理に必要な各種データが格納される。
【００４４】
また、ＲＯＭ９１３には、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）プログラムが格納され、磁気ディスク装置９２０にはブートプログラムが格納されている。
情報処理装置１００の起動時には、ＲＯＭ９１３のＢＩＯＳプログラム及び磁気ディスク装置９２０のブートプログラムが実行され、ＢＩＯＳプログラム及びブートプログラムによりオペレーティングシステム９２１が起動される。
【００４５】
上記プログラム群９２３には、本実施の形態の説明において「〜部」（「角度関係定義情報記憶部１０３」及び「ＩＤ情報カウント値蓄積部１０５」以外、以下同様）として説明している機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００４６】
ファイル群９２４には、本実施の形態の説明において、「〜の検出」、「〜の特定」、「〜の判定」、「〜の抽出」、「〜の評価」、「〜の更新」、「〜の設定」、「〜の選択」、「〜の入力」、「〜の出力」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。
ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出される。
【００４７】
また、本実施の形態で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。
データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記録される。
また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００４８】
また、本実施の形態の説明において「〜部」として説明しているものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。
すなわち、本実施の形態で説明したフローチャートに示すステップ、手順、処理により、本発明に係る情報処理装置の動作手順を情報処理方法として捉えることができる。
また、「〜部」として説明しているものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。
或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。
プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。
すなわち、プログラムは、本実施の形態の「〜部」、としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、本実施の形態の「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 情報処理装置、１０１ 電波到来角度検出部、１０２ 車載器位置判定部、１０３ 角度関係定義情報記憶部、１０４ 課金処理部、１０５ ＩＤ情報カウント値蓄積部、２００ 角度検出用アンテナ、３００ 通信用アンテナ、４００ 車両、５００ 車載器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する走行レーン上の所定の位置に、走行する車両に対向する向きで配置され、前記走行レーンの長手方向における水平軸と前記水平軸に直交する鉛直方向の垂直軸が指定されており、到来した電波の送出元の方位を特定するための方位特定用アンテナ
に接続されている情報処理装置であって、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元の方位を、前記水平軸を基準とする角度である水平角度と、前記垂直軸を基準とする角度である垂直角度で特定する電波方位特定部と、
電波を送出する車載器が搭載された車両が前記走行レーンを走行する場合に前記車載器から送出された電波が前記方位特定用アンテナに到来する際の水平角度と垂直角度との対応関係が定義される角度関係定義情報を記憶する角度関係定義情報記憶部と、
前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度と前記角度関係定義情報とを照合し、前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定する走行判定部とを有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記電波方位特定部は、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元の方位を水平角度と垂直角度で特定するとともに、前記方位特定用アンテナに到来した電波に含まれているＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報を抽出し、
前記走行判定部は、
前記電波方位特定部から、水平角度及び垂直角度と、ＩＤ情報とを通知され、
同一のＩＤ情報について、所定の複数回の照合において連続して、水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記走行判定部は、
同一のＩＤ情報について、垂直角度が所定の角度以下になった以降に、所定の複数回の照合において連続して、水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定することを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記走行判定部は、
電波を送出する車載器が搭載された車両が前記走行レーンに隣接するレーンを走行する場合に前記車載器から送出された電波が前記方位特定用アンテナに到来する際の水平角度と垂直角度との対応関係と、前記角度関係定義情報で定義されている対応関係とが区別できる垂直角度を閾値角度として保持し、
同一のＩＤ情報について、垂直角度が前記閾値角度以下になった以降に、所定の複数回の照合において連続して、水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定することを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記情報処理装置は、更に、
道路料金の課金に関する処理を行う課金処理部を有し、
前記走行判定部は、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定した場合に、対応するＩＤ情報を前記課金処理部に通知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記課金処理部は、
前記走行判定部により通知されたＩＤ情報と同じＩＤ情報が所定のアンテナで受波された電波に含まれている場合に、当該ＩＤ情報に対して道路料金の課金に関する処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の情報処理装置を備えることを特徴とするＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システム。
【請求項１】
車両が走行する走行レーン上の所定の位置に、走行する車両に対向する向きで配置され、前記走行レーンの長手方向における水平軸と前記水平軸に直交する鉛直方向の垂直軸が指定されており、到来した電波の送出元の方位を特定するための方位特定用アンテナ
に接続されている情報処理装置であって、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元の方位を、前記水平軸を基準とする角度である水平角度と、前記垂直軸を基準とする角度である垂直角度で特定する電波方位特定部と、
電波を送出する車載器が搭載された車両が前記走行レーンを走行する場合に前記車載器から送出された電波が前記方位特定用アンテナに到来する際の水平角度と垂直角度との対応関係が定義される角度関係定義情報を記憶する角度関係定義情報記憶部と、
前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度と前記角度関係定義情報とを照合し、前記電波方位特定部により特定された水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定する走行判定部とを有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記電波方位特定部は、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元の方位を水平角度と垂直角度で特定するとともに、前記方位特定用アンテナに到来した電波に含まれているＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報を抽出し、
前記走行判定部は、
前記電波方位特定部から、水平角度及び垂直角度と、ＩＤ情報とを通知され、
同一のＩＤ情報について、所定の複数回の照合において連続して、水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記走行判定部は、
同一のＩＤ情報について、垂直角度が所定の角度以下になった以降に、所定の複数回の照合において連続して、水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定することを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記走行判定部は、
電波を送出する車載器が搭載された車両が前記走行レーンに隣接するレーンを走行する場合に前記車載器から送出された電波が前記方位特定用アンテナに到来する際の水平角度と垂直角度との対応関係と、前記角度関係定義情報で定義されている対応関係とが区別できる垂直角度を閾値角度として保持し、
同一のＩＤ情報について、垂直角度が前記閾値角度以下になった以降に、所定の複数回の照合において連続して、水平角度及び垂直角度が前記角度関係定義情報で定義されている対応関係に合致する場合に、前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定することを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記情報処理装置は、更に、
道路料金の課金に関する処理を行う課金処理部を有し、
前記走行判定部は、
前記方位特定用アンテナに到来した電波の送出元が前記走行レーンを走行する車両の車載器であると判定した場合に、対応するＩＤ情報を前記課金処理部に通知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記課金処理部は、
前記走行判定部により通知されたＩＤ情報と同じＩＤ情報が所定のアンテナで受波された電波に含まれている場合に、当該ＩＤ情報に対して道路料金の課金に関する処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の情報処理装置を備えることを特徴とするＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４７９５８（Ｐ２０１２−２４７９５８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８５７０（Ｐ２０１１−１１８５７０）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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