为了对车辆自动收费，通常使用的方法是，车辆上装有车载设备，将信 用卡插入车载设备，根据与收费卡处的路边系统的通信，从信用卡上支付对 应费用的费率(toll rate)。
但是，对于这种收费方法，必须有专用的路边设备。此外，驾驶员必须 购买昂贵的车载设备。由于这些原因，这个系统没有快速扩大。
不需要车载设备以及仅使用便携式电话的收费系统应运而生。
但是，仅通过便携式电话，收费方不能测量到车辆的准确位置。因此， 该收费系统不能很好的工作。此外，由于不能指定车辆型号，该系统不能根 据车辆型号的改变准确的收费。
对于位置测量，当加入GPS接收器的时候，位置准确度能够有一定程度 的提高。但是，由GPS接收器测量的位置数据可能有变化。
此外，在这种仅使用便携式电话的收费系统中，收费是在驾驶员方用便 携式电话呼叫收费方时完成的。但是，驾驶员不能在驾车其间自己使用便携 式电话呼叫，这是一个事实。为了达到这个目的，需要一个使用便携式电话 进行呼叫的指定设备。
如以上所述，需要昂贵的车载设备的收费系统不能迅速发展。另一方面， 仅使用便携电话的收费系统也是不实用的。

本发明基于以上状况考虑，其目的是提供一种收费系统和收费方法，可 以使用便携式电话和具有能拨打便携式电话的拨号功能并且能够自动地将必 要的信息从便携式电话传送到收费处理方的车载设备执行收费处理，借此提 高整个系统的可靠性而减少车载设备的成本。
为了实现上述目的，本发明采用下列方式。
根据本发明的一个方面，使用收费方法的收费系统由路边装置、车载设 备、便携式电话和收费装置实现。
该路边装置设置在收费区的路边，以检测车辆进入收费区域。该路边装 置向被检测的车辆发送至少包括费用信息以及收费处理方的地址的收费信 息。
车载设备设置在车上。来自路边装置的收费信息被车载设备接收。该车 载设备产生车辆识别信息以识别车辆，并且输出指令信息，该指令信息发指 令将收费信息和车辆识别信息传送到包括在所接收的收费信息中的地址。车 载设备在比便携式电话更短的距离内执行通信。
从车载设备输出的指令信息被输入到与车载设备相连的便携式电话中。 根据这条指令信息，便携式电话将收费信息和车辆识别信息传送到该地址。 当收费处理结果从收费装置传送出来的时候，该收费处理结果被便携式电话 接收并且显示或者以语音数据输出。
该收费装置接收来自便携式电话的收费信息和车辆识别信息，根据接收 到的车辆识别信息识别车辆，并且对所识别的车辆执行收费处理。此外，该 收费装置将收费处理结果传送至相应车辆的便携式电话。
本发明的其它目的和优点将在下面的详细说明中阐明，并且从详细描述 中显而易见，或者可以从本发明的事实中得出。本发明的目的和优点可以通 过下面所指出的特定的手段和组合来实现和获得。
附图说明
以下附图，作为说明书的一部分，描述了本发明的最佳实施例，与以上 所给的概括描述一起，以及下面给出的最佳实施例的详细描述，用于解释本 发明的原理。
图1是图示使用根据第一实施例的收费方法的收费系统的结构示例；
图2是用于解释收费装置和路边装置之间连接实例的网络模块图；
图3是用于解释使用根据第一实施例的收费方法的收费系统的操作数据 流实例；
图4是表示车载设备的结构实例的功能模块图；
图5A图示车载设备通过电缆连接到便携式电话的实例；
图5B图示车载设备通过电缆连接到便携式电话的另一个实例；
图5C图示车载设备与便携式电话无线连接的实例；
图5D图示车载设备与便携式电话无线连接的另一个实例；
图5E图示车载设备与便携式电话直接连接的实例；
图6是表示在车载设备中结合具有便携式电话功能的电路板的结构实例 的功能模块图；
图7是表示收费装置的结构的实例的功能模块图；
图8图示用于解释使用根据第一实施例的收费方法的收费系统的操作数 据流的实例；
图9给出表示使用根据第一实施例的收费方法的收费系统的操作的实例 的流程图；
图10是表示车载设备和便携式电话的结构实例的功能模块图，其中提供 使用根据第二实施例的收费方法的收费系统；
图11图示用于解释使用根据第二实施例的收费方法的收费系统的操作 的数据流的实例；以及
图12是表示使用根据第二实施例的收费方法的收费系统的操作实例的 流程图。

下面将参考附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)
本发明的第一实施例将参考图1至9描述。
如图1至3，使用根据第一实施例的收费方法的该收费系统包括安装在 车辆10上的车载设备12、便携式电话14、安装在路边15的路边装置16以 及收费装置18。
如图2所示，收费装置18通过专用线路20连接到多个路边装置16上。 该收费装置18通过将数据传送至路边装置16和从路边装置16接收数据，在 多个收费区域17搜集(collectively)执行收费处理。
用于检测车辆10的车辆传感器24、以及用于从车辆10的数字板27上 读注册号的数字板阅读传感器26安装在收费路段22的收费区域17中。
作为车辆传感器24，例如，可以使用照相机、VPD、激光VPD、踏脚板 (footboard)或者环状感应器(loop coil)。作为数字板阅读传感器26，例如，可 以是照相机、电子数字板(无线车辆标记)阅读器或者类似装置。
当车辆10进入收费区域17时，车辆传感器24检测车辆10并且输出检 测信号 a到路边装置16，如图3所示。此外，数字板阅读传感器26识别车辆 10的数字板27，并且将识别信息 b输出到路边装置16。
当接收到检测信号 a和识别信息 b的时候，路边装置16根据识别信息 b 产生收费信息。而且，收费装置18的地址(电话号码)被加到收费信息，并 且该信息被加密，由此产生收费请求信息 c。被加密的收费请求信息 c通过短 距离(short range)通信的方式被传送到车辆10中的车载设备12。短距离通信 方法的实例有DSRC(专用短距离通信)、光信号、无线信号以及蓝牙技术。
如图4所示，车载设备12包括短距离接收器30、CPU 32、存储器34 以及接口(I/F)36。
该短距离接收器30接收从路边装置16传送的收费请求信息 c，并且将 接收到的收费请求信息 c传送至CPU 32。在车载设备12和便携式电话14中， 从路边装置16传送的该收费请求信息 c没有被解密。
CPU 32根据从短距离接收器30传送的收费请求信息 c判断来自路边装 置16的收费请求是应该被拒绝还是被接受。例如，当该收费总数不正确的时 候(当中型汽车按照大型汽车的收费总数付费的时候)，该请求被拒绝。
如果收费请求信息 c不矛盾，同意该收费请求信息 c并存储在存储器34 中。此外，分配给车载设备12的唯一的车辆号事先被加密，用以产生车辆识 别信息 d。使I/F36呼叫由包括在收费请求信息 c中的地址(电话号码)表示 的收费装置18以请求结算。
I/F36使便携式电话14根据来自CPU 32的指令向收费装置18的地址拨 号。
便携式电话14被I/F36拨号。当收费装置18的地址被拨号的时候，利 用远距离(wide range)通信收费请求信息 c和车辆识别信息 d被传送到收费装 置18。由于车辆识别信息 d是被加密的，第三方不能识别或者改变车辆号。 从收费装置18传送的收费处理结果 e被接收，并且以字符数据或者语音数据 输出。
例如，车载设备12和便携式电话14以下面的方式相连。但是，也可以 使用任何其它的连接方法。
在第一例中，车载设备12和便携式电话14是通过电缆40连接的，例如 PDC电缆或USB电缆，如图5A或5B所示。图5A表示了车载设备12直接 利用电缆40与便携式电话14相连的例子。图5表示了通过电缆40将便携式 电话14连接到与车载设备12相连的连接器42上使车载设备12和便携式电 话14连接的例子。
作为第二例，使用无线系统，诸如蓝牙技术或红外线系统，如图5C或 5D所示。图5C表示了车载设备12能够与便携式电话14以无线方式通信的 例子。图5D表示了车载设备12能够与便携式电话14通过将便携式电话14 附加到可与车载设备12进行无线通信的连接器44上以无线方式通信的例子。
作为第三例，车载设备12和便携式电话14通过将便携式电话14直接附 加到车载设备12的方式相连，如图5E所示。
可选地，如图6所示，具有便携式电话14功能的电路板38可以合并到 车载设备12中，以省略便携式电话14。
如图7中所示的功能模块，该收费装置18包括接收/解密部分46，认证 部分48，收费处理部分50，以及收费处理结果传送部分52。
该接收/解密部分46接收从车辆10中的便携式电话14传送的收费请求 信息 c和车辆识别信息 d并对其解密，并且将解密结果输出到认证部分48。 该接收/解密部分46也从路边装置16获得从数字板阅读传感器26向路边装 置16输出的识别信息 b，并且将识别信息 b输出到认证部分48。
认证部分48根据从接收/解密部分46输出的解密结果识别车辆，并且将 该解密结果与从接收/解密部分46输出的识别信息 b比较。当被识别的车辆 与识别信息 b所包括的内容一致的时候，该认证部分48将解密结果输出到收 费处理部分50。
该收费处理部分50根据从认证部分48输出的解密结果对车辆10执行收 费处理，并且将收费处理结果 e输出到收费处理结果传送部分52。
使用远距离通信，该收费处理结果传送部分52将从收费处理部分50输 出的收费处理结果 e返回到作为收费请求信息 c和车辆识别信息 d的传送源 的车辆10。
下面将参考图8所示的数据流和图9所示的流程图描述具有以上结构、 使用根据该实施例的收费方法的收费系统的操作。
当路过收费路段22的车辆10进入收费区域17的时候，车辆传感器24 检测车辆10，并输出检测信号 a至路边装置16。此外，数字阅读传感器26 识别数字板27，并且将识别信息 b输出到路边装置16(步骤S1)。
当接收检测信号 a和识别信号 b的时候，路边装置16根据识别信息 b 产生收费信息。该路边装置16还将收费装置18的地址(电话号码)加到收 费信息中，并且将该信息加密，由此产生收费请求信息 c。该收费请求信息 c 通过短距离通信的方式被传送到车辆10中的车载设备12。此外，该识别信 息 b被输出到收费装置18(步骤S2)。
被传送的收费请求信息 c被车载设备12中的短距离接收器30接收，并 被传送到CPU 32。该CPU 32根据从短距离接收器30传送的收费请求信息 c 判断该收费请求信息是应该被拒绝还是被接受(步骤S3)。
例如，当中型汽车被以大型汽车的收费总数付费时，该收费总数是不正 确的，该请求被拒绝(步骤S4中的否)。在这种情况下，使用根据本实施例 的收费方法的该收费系统的收费处理不执行。费用收缴一般通过直接向有人 值守的费用收缴机付费来实现。
如果收费请求信息 c没有矛盾(步骤S4中的是)，该收费请求信息 c被 接受，并且被存储在存储器34中。此外，车辆识别信息 d通过对车载设备12 唯一的车辆号加密产生。
I/F36使便携式电话14向包括在收费请求信息 c中的地址(电话号码) 拨号(步骤S5)。该收费请求信息 c和车辆识别信息 d利用远距离通信的方 式从便携式电话14传送到收费装置18(步骤S6)。
从便携式电话14传送的收费请求信息 c和车辆识别信息 d由收费装置 18中的接收/解密部分46接收并解密，然后，输出到认证部分48。该认证部 分48根据解密结果识别车辆。将车辆识别结果与在步骤S2中从路边装置16 输出的识别信息 b比较(步骤S7)。当比较结果没有矛盾的时候(步骤S8中 的是)，该解密结果输出到收费处理部分50。
如果比较结果有矛盾(步骤S8中的否)，使用根据该实施例的收费方法 的收费系统的收费处理不执行。费用收缴一般通过直接向有人值守的费用收 缴机付费来实现。
收费处理部分50根据从认证部分48输出的解密结果对车辆10执行收费 处理，并且将收费处理结果 e输出到收费处理结果传送部分52(步骤S9)。
使用远距离通信方式，该收费处理结果 e从收费处理结果传送部分52 返回到作为收费请求信息 c和车辆识别信息 d的传送源的车辆10(步骤S10)。
从该收费处理结果传送部分52传送的收费处理结果 e被便携式电话14 接收，并且以字符数据的形式输出到便携式电话14的显示屏幕上或者以语音 数据的形式从便携式电话14的扩音器输出(步骤S11)。在这一操作中，车 辆10中的乘客被通知收费处理正确完成。
为了确认收费处理结果 e，不必总是返回到便携式电话14。取而代之的 是，车辆10中的乘客可以主动地访问收费装置18以确认收费处理结果 e。可 选地，被便携式电话14接收的该收费处理结果 e可以被传送到车载设备12 并且以语音数据在车载设备12上显示或者输出。
根据以上描述，在使用根据这一实施例的该收费方法的该收费系统中， 由于设置了与路边装置16通信的车载设备12，该收费装置18能够测量车辆 10的准确位置，并且通过以上功能确定车辆型号。因此，实现正确的收费。
车载设备12与设置在路边15的路边装置16之间的通信仅作为从路边装 置16到车载设备12方的向下链路通信来完成。此外，该通信可以限制为短 距离通信。由于这个原因，车载设备12不必具有远距离通信功能，因此，是 廉价的。因此，远距离通信的拥塞总数能够减少。
路边装置16和车载设备12可以执行双向通信并且互相识别以确保安全。
该车载设备12能够通过便携式电话14拨号，将从路边装置16接收的收 费请求信息 c传送到收费装置18。由于驾驶员在驾驶其间不需要自己使用便 携式电话14进行呼叫，不妨碍交通安全。
也就是说，远距离通信是通过便携式电话14实现的，短距离通信是由车 载设备12实现的。由于这种结构，在减少车载设备12的成本的同时，整个 系统的可靠性，以及在驾驶其间的安全可以得到改善。其结果是，可以促进 该收费系统的应用。
(第二实施例)
将参考图10至12描述本发明的第二实施例。
使用根据本发明的第二实施例的收费方法的收费系统与使用根据第一实 施例的收费方法的收费系统的不同之处仅在于便携式电话14的结构。
因此，将参考图10描述不同的结构，并且省略相同部分的重复描述。
图10是车载设备12和便携式电话14的功能模块的实例，它们用于使用 根据本实施例的收费方法的收费系统。该便携式电话包括传送器/接收器54， CPU 56，以及IC卡58。
传送器/接收器54执行一般的语音通信，也将数据传送到车载设备12和 收费装置18以及从车载设备12和收费装置18接收数据。传送器/接收器54 与CPU 56协作执行数据传送/接收。当从车载设备12接收数据的时候，该传 送器/接收器54将接收的数据输出到CPU 56。另一方面，该传送器/接收器54 从CPU 56接收数据，并且将接收的数据传送到收费装置18。
该CPU 56根据传送器/接收器54接收的数据，将数据写入IC卡58或者 将写在IC卡58上的数据读出。当传送器/接收器54传送数据的时候，CPU 56 将必要的数据传送到传送器/接收器54。
IC卡58是数据可重写的存储媒体，可以放到便携式电话14上，也可以 与便携式电话14分离。与收费路段22对应费用的费率写在IC卡58上。当 已经付费的时候，通过减去对应费用的费率完成结算。用户可以在预定地方 例如加油站或者服务区购买写入对应于费用的费率的IC卡58。此外，对应 费率也能够在预定地方通过付相应费用附加写入。
将参考图11中所示的数据流和图12中所示的流程图来描述当拨号请求 从I/F36向具有传送器/接收器54、CPU 56以及IC卡58的便携式电话14发 出时所执行的操作。图11和12中所示的步骤S21至S24与图8和9中所示 的步骤S1至S4相同。
如果收费请求信息 c没有矛盾(步骤S24中的是)，拨号请求从I/F36发 送到便携式电话14。这一拨号请求被传送器/接收器54接收(步骤S25)。
当传送器/接收器54接收拨号请求，CPU 56确认该IC卡58的剩余费率 (remaining toll rate)，并且向传送器/接收器54输出确认结果。传送器/接收器 54呼叫收费装置18，以使用远距离通信将收费请求信息 c和IC卡58的剩余 费率信息 g传送到收费装置18(步骤S26)。
收费请求信息 c和由便携式电话14传送的剩余费率信息 g由收费装置 18的接收/解密部分46接收、解密并输出到认证部分48。该认证部分48根 据解密结果识别车辆。将该车辆识别结果与在步骤S22中从路边装置16输出 的识别信息 b相比较(步骤S27)。如果没有矛盾(步骤S28中的是)，并且 费率能够从IC卡58的剩余费率中被收集(步骤S29中的是)，收费处理信息 h被传送到作为传送源的便携式电话14的传送器/接收器54，以取回(withdraw) 相应于费用的费率(步骤S30)。
如果步骤S27的比较结果有矛盾(步骤S28中的否)，使用根据本实施 例的收费方法收费的系统收费处理不执行。费用收缴一般通过直接向有人值 守的费用收缴机付费来实现。
如果步骤S27中的比较结果没有矛盾(步骤S28中的是)，并且费用不 能从IC卡58的剩余费率中收集(步骤S29中的否)，对作为传送源的车辆10 的收费处理以第一实施例中步骤S9中描述的方式实现(步骤S34)。如在第 一实施例步骤S10中描述的，利用远距离通信，收费处理结果 e被返回到作 为传送源的车辆10的便携式电话14(步骤S35)。
在步骤S30中从收费装置18返回的收费处理信息 h被传送器/接收器54 接收。根据收费处理信息 h，CPU 56从IC卡58的剩余费率中减去对应于所 述费用的费率，并且更新IC卡58的剩余费率(步骤S31)。此外，由传送器 /接收器54通知该收费装置18所更新的费率作为取回结果信息 j(步骤S32)。
当接收到从传送器/接收器54传送的该取回结果信息 j的时候，该收费 装置18识别该结算完成(步骤S53)。
如以上所述，由于使用根据本实施例的收费方法的收费系统具有以上的 结构，在第一实施例中获得的功能和效果也可以通过使用IC卡58获得。
其它的优点和修改将由本领域普通技术人员实现。因此，本发明在更广 泛的范围内并不限于特定描述和这里所示的典型实施例。因此，可以进行各 种修改而不脱离由所附权利要求和其它等价事物所定义的一般发明概念的精 神和范围。
相关申请的交叉引用
本申请根据并请求享受申请日为2001年11月8日的No.2001-343190的 在先日本专利申请的优先权，其中的全部内容在此引用以做参考。