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特許7615338車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-07
(45)【発行日】2025-01-16
(54)【発明の名称】車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01C 21/30 20060101AFI20250108BHJP
G08G 1/00 20060101ALI20250108BHJP
G07B 15/00 20110101ALI20250108BHJP
G07B 15/06 20110101ALI20250108BHJP
【ＦＩ】
G01C21/30
G08G1/00 D
G08G1/00 J
G07B15/00 510
G07B15/06
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2023549305
(86)(22)【出願日】2021-09-27
(86)【国際出願番号】 JP2021035408
(87)【国際公開番号】W WO2023047590
(87)【国際公開日】2023-03-30
【審査請求日】2024-02-05
(73)【特許権者】
【識別番号】309036221
【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】是永 剛志
【審査官】上野 博史
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－２６３８８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０４５０６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１８４０８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１１５６７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０９４１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０１８４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－９４６８０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｃ ２１／３０
Ｇ０８Ｇ １／００
Ｇ０７Ｂ １５／００
Ｇ０７Ｂ １５／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するマップマッチング部と、
を備え、
前記路面状態推定部は、第１時刻に前記車両が走行した地点の路面の第１凹凸状態と、前記第１時刻と時系列に連続する第２時刻に前記車両が走行した路面の第２凹凸状態とをそれぞれ推定し、
前記マップマッチング部は、前記地図データから前記第１凹凸状態と一致する第１凹凸状態情報を有する第１地点候補と、前記第２凹凸状態と一致する第２凹凸状態を有する第２地点候補とをそれぞれ抽出し、前記第１凹凸状態および前記第２凹凸状態の組み合わせと一致する前記第１地点候補および前記第２地点候補の組み合わせを絞り込み、前記車両の前記第１時刻および前記第２時刻における位置を推定する、
車載器。
【請求項2】
前記路面状態推定部は、前記加速度に基づいて国際ラフネス指数を算出し、前記国際ラフネス指数に基づいて前記凹凸状態を推定する、請求項１に記載の車載器。
【請求項3】
前記路面状態推定部は、前記加速度に基づいて前記車両が走行する地点の前記路面の凹凸に起因する前記車両の上下方向の振動の周波数を算出し、前記周波数と、前記車両から取得した速度とに基づいて、前記車両が走行する地点の前記路面の凹凸状態を推定する、請求項１に記載の車載器。
【請求項4】
ＧＮＳＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて推定した前記車両の位置座標を含む測位情報を生成するＧＮＳＳ測位部を更に備え、前記マップマッチング部は、前記地図データと前記車両の位置座標とを更に照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定する、
請求項１から３の何れか一項に記載の車載器。
【請求項5】
前記地図データは、前記地点を複数の異なる速度で走行して計測した速度別の前記凹凸状態情報を含み、
前記マップマッチング部は、車速センサから取得した前記車両の速度と最も近い速度に対応する前記凹凸状態情報と照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定する、
請求項１から４の何れか一項に記載の車載器。
【請求項6】
請求項１から５の何れか一項に記載の車載器と、前記車載器と無線通信を介して接続される課金サーバと、を備え、
前記車載器は、前記車両の前記地図データ上の推定位置を示す推定位置情報を前記課金サーバに送信する送信部を更に備え、
前記課金サーバは、
課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、前記車載器から受信した前記推定位置情報とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部と、
前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定された場合に、前記車両に対し通行料金を課金する課金処理部と、
を備える、
課金システム。
【請求項7】
車両に搭載された車載器から、前記車両の加速度を取得する取得部と、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部と、
複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するマップマッチング部と、
課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、推定した前記車両の前記地図データ上の位置とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部と、
前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金する課金処理部と、
を備え、
前記路面状態推定部は、第１時刻に前記車両が走行した地点の路面の第１凹凸状態と、前記第１時刻と時系列に連続する第２時刻に前記車両が走行した路面の第２凹凸状態とをそれぞれ推定し、
前記マップマッチング部は、前記地図データから前記第１凹凸状態と一致する第１凹凸状態情報を有する第１地点候補と、前記第２凹凸状態と一致する第２凹凸状態を有する第２地点候補とをそれぞれ抽出し、前記第１凹凸状態および前記第２凹凸状態の組み合わせと一致する前記第１地点候補および前記第２地点候補の組み合わせを絞り込み、前記車両の前記第１時刻および前記第２時刻における位置を推定する、
課金サーバ。
【請求項8】
加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、
を有し、
前記凹凸状態を推定するステップは、第１時刻に前記車両が走行した地点の路面の第１凹凸状態と、前記第１時刻と時系列に連続する第２時刻に前記車両が走行した路面の第２凹凸状態とをそれぞれ推定し、
前記位置を推定するステップは、前記地図データから前記第１凹凸状態と一致する第１凹凸状態情報を有する第１地点候補と、前記第２凹凸状態と一致する第２凹凸状態を有する第２地点候補とをそれぞれ抽出し、前記第１凹凸状態および前記第２凹凸状態の組み合わせと一致する前記第１地点候補および前記第２地点候補の組み合わせを絞り込み、前記車両の前記第１時刻および前記第２時刻における位置を推定する、
位置推定方法。
【請求項9】
加速度センサから車両の加速度を取得するステップと、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、
複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、
課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、推定した前記車両の位置とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定するステップと、
前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金するステップと、
を有し、
前記凹凸状態を推定するステップは、第１時刻に前記車両が走行した地点の路面の第１凹凸状態と、前記第１時刻と時系列に連続する第２時刻に前記車両が走行した路面の第２凹凸状態とをそれぞれ推定し、
前記位置を推定するステップは、前記地図データから前記第１凹凸状態と一致する第１凹凸状態情報を有する第１地点候補と、前記第２凹凸状態と一致する第２凹凸状態を有する第２地点候補とをそれぞれ抽出し、前記第１凹凸状態および前記第２凹凸状態の組み合わせと一致する前記第１地点候補および前記第２地点候補の組み合わせを絞り込み、前記車両の前記第１時刻および前記第２時刻における位置を推定する、
課金方法。
【請求項10】
加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、
を車載器に実行させるプログラムであって、
前記凹凸状態を推定するステップは、第１時刻に前記車両が走行した地点の路面の第１凹凸状態と、前記第１時刻と時系列に連続する第２時刻に前記車両が走行した路面の第２凹凸状態とをそれぞれ推定し、
前記位置を推定するステップは、前記地図データから前記第１凹凸状態と一致する第１凹凸状態情報を有する第１地点候補と、前記第２凹凸状態と一致する第２凹凸状態を有する第２地点候補とをそれぞれ抽出し、前記第１凹凸状態および前記第２凹凸状態の組み合わせと一致する前記第１地点候補および前記第２地点候補の組み合わせを絞り込み、前記車両の前記第１時刻および前記第２時刻における位置を推定する、
プログラム。
【請求項11】
車両に搭載された車載器から前記車両の加速度を取得するステップと、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、
複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、
課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、推定した前記車両の位置とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定するステップと、
前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金するステップと、
を課金サーバに実行させるプログラムであって、
前記凹凸状態を推定するステップは、第１時刻に前記車両が走行した地点の路面の第１凹凸状態と、前記第１時刻と時系列に連続する第２時刻に前記車両が走行した路面の第２凹凸状態とをそれぞれ推定し、
前記位置を推定するステップは、前記地図データから前記第１凹凸状態と一致する第１凹凸状態情報を有する第１地点候補と、前記第２凹凸状態と一致する第２凹凸状態を有する第２地点候補とをそれぞれ抽出し、前記第１凹凸状態および前記第２凹凸状態の組み合わせと一致する前記第１地点候補および前記第２地点候補の組み合わせを絞り込み、前記車両の前記第１時刻および前記第２時刻における位置を推定する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の技術を利用した課金対象道路（有料道路など）の課金システムが考えられている。例えば、特許文献１には、ＧＮＳＳ衛星より受信した衛星信号に基づく測位結果から、車両が課金対象道路に進入した（課金対象道路の入口など、道路上の所定の地点を示す課金ポイントを通過した）ことを検出した場合に、通行料金を課金するシステムが記載されている。
【0003】
ＧＮＳＳ課金システムでは、ＧＮＳＳの測位結果に含まれる誤差を考慮して、所定の閾値以上の確信度で課金ポイントを通過したことを検出した場合に、通行料金の課金が行われる。これにより、課金ポイント付近の別の道路を走行していた車両に対する測位誤差の影響による誤課金を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０２０／０３９９３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、二つの道路が隣接している場所（例えば、一般道路と有料道路が並走している箇所）や、衛星信号の受信条件が悪い場所（例えば、高層ビル付近）では、測位結果の確信度が大きく下がることがある。このような場所に課金ポイントが設けられていると、車両が課金ポイントを通過したにも関わらず、この車両に対する課金が行えない（課金漏れが発生する）可能性がある。また、このような課金漏れを回避するように確信度について十分小さい閾値を設定すると、実際には車両が課金ポイントを通過していない場合にも課金ポイントを通過したと誤判断されて、誤課金が発生する可能性がある。このため、このように測位誤差が生じやすい課金ポイントについては、誤課金及び課金漏れの両方を抑制可能な閾値を設定することが困難である。したがって、測位結果の確信度に関わらず、車両の位置を精度よく推定できる技術が望まれている。
【0006】
本開示は、このような課題に鑑みてなされたものであって、車両の走行位置を精度よく推定可能な車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様によれば、車載器は、加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するマップマッチング部と、を備える。
【0008】
本開示の一態様によれば、課金システムは、上述の態様に係る車載器と、前記車載器と無線通信を介して接続される課金サーバと、を備え、前記車載器は、前記車両の前記地図データ上の推定位置を示す推定位置情報を前記課金サーバに送信する送信部を更に備え、前記課金サーバは、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、前記車載器から受信した前記推定位置情報とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部と、前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定された場合に、前記車両に対し通行料金を課金する課金処理部と、を備える。
【0009】
本開示の一態様によれば、課金サーバは、車両に搭載された車載器から、前記車両の加速度を取得する取得部と、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するマップマッチング部と、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、推定した前記車両の前記地図データ上の位置とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部と、前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金する課金処理部と、を備える。
【0010】
本開示の一態様によれば、課金サーバは、車両に搭載された車載器から前記車両の加速度を取得する取得部と、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部と、課金ポイントが設けられた地点の路面の凹凸状態情報を含む課金ポイント情報と、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部と、前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金する課金処理部と、を備える。
【0011】
本開示の一態様によれば、位置推定方法は、加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、を有する。
【0012】
本開示の一態様によれば、課金方法は、加速度センサから車両の加速度を取得するステップと、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、推定した前記車両の位置とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定するステップと、前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金するステップと、を有する。
【0013】
本開示の一態様によれば、プログラムは、加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、を車載器に実行させる。
【0014】
本開示の一態様によれば、プログラムは、車両に搭載された車載器から前記車両の加速度を取得するステップと、前記加速度に基づいて、前記車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、前記車両が走行する地点の前記路面の前記凹凸状態とを照合して、前記車両の前記地図データ上の位置を推定するステップと、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報と、推定した前記車両の位置とを照合して、前記車両が前記課金ポイントを通過したか否かを判定するステップと、前記車両が前記課金ポイントを通過したと判定した場合に、前記車両に所定の通行料金を課金するステップと、を課金サーバに実行させる。
【発明の効果】
【0015】
本開示に係る車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラムによれば、車両の走行位置を精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１の実施形態に係る課金システムの全体構成を示す概略図である。
【図2】第１の実施形態に係る車載器の機能構成を示すブロック図である。
【図3】第１の実施形態に係る課金サーバの機能構成を示すブロック図である。
【図4】第１の実施形態に係る車載器の処理の一例を示すフローチャートである。
【図5】第１の実施形態に係る地図データの一例を示す図である。
【図6】第１の実施形態に係るマップマッチング部の機能を説明するための図である。
【図7】第１の実施形態に係る課金サーバの処理の一例を示すフローチャートである。
【図8】第１の実施形態に係る課金ポイント情報の一例を示す図である。
【図9】第２の実施形態に係る車載器の機能構成を示すブロック図である。
【図10】第２の実施形態に係る車載器の処理の一例を示すフローチャートである。
【図11】第３の実施形態に係る課金サーバの機能構成を示すブロック図である。
【図12】第３の実施形態に係る課金サーバの処理の一例を示すフローチャートである。
【図13】第４の実施形態に係る課金サーバの処理の一例を示すフローチャートである。
【図14】第４の実施形態に係る課金ポイント情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る課金システムの全体構成を示す概略図である。
本実施形態に係る課金システム１は、車両Ａの走行位置を逐次収集して、車両Ａの走行経路に応じた通行料金を課金する。図１に示すように、課金システム１は、車両Ａに搭載された車載器１０と、課金サーバ３０とを備えている。
図１は、第１の実施形態に係る課金システムの全体構成を示す概略図である。
本実施形態に係る課金システム１は、車両Ａの走行位置を逐次収集して、車両Ａの走行経路に応じた通行料金を課金する。図１に示すように、課金システム１は、車両Ａに搭載された車載器１０と、課金サーバ３０とを備えている。
【0019】
車載器１０は、車両Ａの走行位置を推定し、推定した走行位置（推定位置情報）を課金サーバ３０に送信する。車載器１０は、車両Ａに搭載されたセンサ２０から受信したセンサ情報などに基づいて、車両Ａの走行位置を推定する。
【0020】
課金サーバ３０は、車載器１０と無線通信を介して接続される。課金サーバ３０は、車載器１０から収集した推定位置情報に基づいて車両Ａの走行経路を特定し、車両Ａが走行した課金対象道路に応じた通行料金を課金する。
【0021】
課金対象道路は、例えば有料道路である。また、課金対象道路は、混雑解消を目的とした有料エリア内に位置する道路（又は、道路の一部区間）であってもよい。
【0022】
本実施形態に係る課金サーバ３０は、車両Ａの走行経路から、車両Ａが所定の課金ポイントを通過したことを検出した場合に、当該車両Ａに対して通行料金を課金する。課金ポイントは、例えば、課金対象道路の入口である。また、課金ポイントは、課金対象道路の出口であってもよい。
【0023】
なお、図１には、課金サーバ３０が一台の車両Ａの推定位置情報を収集する例が示されているが、これに限られることはない。課金サーバ３０は、複数の車両Ａそれぞれに搭載された車載器１０から推定位置情報を収集し、各車両Ａに対して走行経路に応じた通行料金の課金を行うようにしてもよい。
【0024】
（車載器の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る車載器の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すように、車載器１０は、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、ストレージ１３と、通信インタフェース１４と、インタフェース１５と、加速度センサ１６とを備えている。
図２は、第１の実施形態に係る車載器の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すように、車載器１０は、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、ストレージ１３と、通信インタフェース１４と、インタフェース１５と、加速度センサ１６とを備えている。
【0025】
ＣＰＵ１１は、予め用意されたプログラムに従って動作することで種々の機能を発揮するプロセッサである。ＣＰＵ１１の機能については後述する。
【0026】
メモリ１２は、いわゆる主記憶装置であって、ＣＰＵ１１の動作に必要な記憶領域を有する。
【0027】
ストレージ１３は、いわゆる補助記憶装置であって、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量記憶デバイスである。本実施形態に係るストレージ１３には、予め地図データＤ１が記録される。
【0028】
通信インタフェース１４は、無線通信を介して課金サーバ３０と通信可能に接続するための接続インタフェースである。
【0029】
インタフェース１５は、車両Ａに設けられたセンサ、機器等と接続するための接続インタフェースである。本実施形態に係るインタフェース１５は、車両Ａに設けられたセンサ２０と接続される。また、本実施形態において、センサ２０は、車両Ａの速度及び走行距離を検出可能な信号（車速パルス）を出力する車速センサである。
【0030】
加速度センサ１６は、車両Ａの上下方向における加速度を計測する。なお、本実施形態では、車載器１０が加速度センサ１６を備えている構成を例としたが、これに限られることはない。他の実施形態では、加速度センサ１６は車両Ａに取り付けられ、車載器１０はインタフェース１５を介して車両Ａの加速度センサ１６から計測値を取得するようにしてもよい。
【0031】
ＣＰＵ１１は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、路面状態推定部１１１、マップマッチング部１１２、及び送信部１１３としての機能を発揮する。
【0032】
路面状態推定部１１１は、加速度センサ１６から取得した車両Ａの加速度に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する。
【0033】
マップマッチング部１１２は、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データＤ１と、路面状態推定部１１１が推定した凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置を推定する。
【0034】
送信部１１３は、車両Ａの地図データＤ１上の推定位置を示す推定位置情報を課金サーバ３０に送信する。
【0035】
（課金サーバの機能構成）
図３は、第１の実施形態に係る課金サーバの機能構成を示すブロック図である。
図３に示すように、課金サーバ３０は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、ストレージ３３と、通信インタフェース３４とを備えている。
図３は、第１の実施形態に係る課金サーバの機能構成を示すブロック図である。
図３に示すように、課金サーバ３０は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、ストレージ３３と、通信インタフェース３４とを備えている。
【0036】
ＣＰＵ３１は、予め用意されたプログラムに従って動作することで種々の機能を発揮するプロセッサである。ＣＰＵ３１の機能については後述する。
【0037】
メモリ３２は、いわゆる主記憶装置であって、ＣＰＵ３１の動作に必要な記憶領域を有する。
【0038】
ストレージ３３は、いわゆる補助記憶装置であって、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量記憶デバイスである。本実施形態に係るストレージ３３には、予め課金ポイント情報Ｄ２が記録される。
【0039】
通信インタフェース３４は、無線通信を介して車載器１０と通信可能に接続するための接続インタフェースである。
【0040】
ＣＰＵ３１は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、取得部３１１、判定部３１２、及び課金処理部３１３としての機能を発揮する。
【0041】
取得部３１１は、車載器１０から推定位置情報を取得する。
【0042】
判定部３１２は、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報Ｄ２と、車載器１０から受信した推定位置情報とを照合して、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定する。
【0043】
課金処理部３１３は、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定された場合に、車両Ａに対し通行料金を課金する。
【0044】
【0045】
車載器１０の路面状態推定部１１１は、車両Ａの車速センサ２０及び車載器１０の加速度センサ１６から、センサ情報を取得する（ステップＳ１００）。具体的には、路面状態推定部１１１は、車速センサ２０から車両Ａの速度及び走行距離を検出可能な車速パルスを取得する。また、路面状態推定部１１１は、加速度センサ１６から車両Ａの上下方向における加速度の計測値を取得する。なお、取得したセンサ情報は、取得時刻（タイムスタンプ）を付してストレージ１３に蓄積される。
【0046】
次に、路面状態推定部１１１は、取得したセンサ情報に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する（ステップＳ１０１）。
【0047】
本実施形態に係る路面状態推定部１１１は、路面の凹凸状態を表す推定値として、車両Ａの上下方向における加速度に基づいて国際ラフネス指数（International Roughness Index、「ＩＲＩ」とも記載する。）を算出する。ＩＲＩは、車両の上下方向における変位の累積値と、車両の走行距離とを比で表したものであり、路面の凹凸の程度を数値化したものである。単位は、例えばｍ/ｋｍ、又はｍ／ｍである。また、算出したＩＲＩはストレージ１３に記録されて蓄積される。
【0048】
路面状態推定部１１１は、例えば、車両Ａが所定距離を走行する毎に、ＩＲＩを算出する。この場合、路面状態推定部１１１は、前回ＩＲＩを算出した時刻から現在時刻までの期間にストレージ１３に蓄積された車両Ａの加速度に基づいて、各時刻における車両Ａの上下方向への変位量を求める。そして、路面状態推定部１１１は、前回から現在までの変位の累積値を、走行距離で除して、ＩＲＩを算出する。
【0049】
なお、路面状態推定部１１１は、所定時間を経過する毎に、または、所定数のセンサ情報を収集する毎に、ＩＲＩを算出するようにしてもよい。
【0050】
次に、車載器１０のマップマッチング部１１２は、ストレージ１３に予め記録されている地図データＤ１と、路面状態推定部１１１が算出したＩＲＩとを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置（走行位置）を推定する（ステップＳ１０２）。
【0051】
図５は、第１の実施形態に係る地図データの一例を示す図である。
図５に示すように、道路網は、複数のノード及びリンクにより構成される。ノードは、交差点、道路形状が変化する位置などの結節点を表す。リンクは、二つのノードを結ぶ線（道路）を表す。各道路は１つ又は複数のリンクにより構成される。地図データＤ１は、道路網を構成するノード及びリンクに関するノード情報Ｄ１１及びリンク情報Ｄ１２を含む。
図５に示すように、道路網は、複数のノード及びリンクにより構成される。ノードは、交差点、道路形状が変化する位置などの結節点を表す。リンクは、二つのノードを結ぶ線（道路）を表す。各道路は１つ又は複数のリンクにより構成される。地図データＤ１は、道路網を構成するノード及びリンクに関するノード情報Ｄ１１及びリンク情報Ｄ１２を含む。
【0052】
ノード情報Ｄ１１は、ノードＩＤと、ノードの位置（緯度、経度）を表す座標情報とを含む。
【0053】
リンク情報Ｄ１２は、リンクＩＤと、リンクの始点及び終点を表す情報（始点ノードＩＤ及び終点ノードＩＤ）と、凹凸状態情報とを含む。凹凸状態情報は道路上の複数の地点それぞれの路面の凹凸状態を表す指標である。本実施形態に係る凹凸状態情報は、複数の地点それぞれを含むリンクについて、計測車両を走行させて予め計測された基準ＩＲＩである。「道路上の複数の地点」は、それぞれリンクの代表地点（例えば、リンクの始点、終点、中間点、課金ポイント設置地点等）を示すものであってもよい。なお、凹凸状態情報は、計測車両を複数の異なる速度で走行させて計測した、速度別の基準ＩＲＩを含んでいてもよい。
【0054】
また、リンクを一定距離毎に複数の区間に分割して、リンクの区間別に基準ＩＲＩを設定してもよい。各区間は、例えば始点ノードからの距離で表される。図５に示すように、ノードＮＤ１からノードＮＤ２までの道路を表すリンクＬＫ１は、０ｍ（始点ノードＮＤ１の位置）からＸ１ｍまでの区間１と、Ｘ１ｍからＸ２ｍ（終点ノードＮＤ２の位置）までの区間２との二つの区間を有しているとする。この場合、リンクＬＫ１の凹凸状態情報には、区間１の基準ＩＲＩと、区間２の基準ＩＲＩとがそれぞれ記録される。
【0055】
なお、凹凸状態情報は、基準ＩＲＩの値そのものではなく、基準ＩＲＩに基づくレベルで表されてもよい。例えば、凹凸状態情報は、図５の例のように、基準ＩＲＩの値の大きさに応じて、「小」、「中」、「大」の３つのレベル（ＩＲＩレベル）で表されてもよい。また、凹凸状態情報は、更に複数のレベル（１～ｎ段階）に分類されてもよい。
【0056】
マップマッチング部１１２は、地図データＤ１を参照して、路面状態推定部１１１が算出したＩＲＩと一致する凹凸状態情報を有するリンクを、車両Ａの走行位置であると推定する。例えば、マップマッチング部１１２は、ＩＲＩの値の大きさから、ＩＲＩレベル（「小」、「中」、「大」の何れか）を特定する。例えば特定したＩＲＩレベルが「小」であったとすると、マップマッチング部１１２は、複数のリンクのうち、凹凸状態情報に記録された基準ＩＲＩのレベルが同じ「小」であるリンクを、車両の走行位置に相当するリンクであると推定する。図５の例では、リンクＬＫ１の区間１が、特定したＩＲＩレベル（「小」）と同じレベルである。したがって、マップマッチング部１１２は、リンクＬＫ１の区間１を、車両Ａの走行位置として推定する。
【0057】
なお、凹凸状態情報として基準ＩＲＩの値そのものが記録されている場合、マップマッチング部１１２は、算出したＩＲＩと、基準ＩＲＩとが略一致するリンクを、車両Ａの走行位置として推定する。このとき、マップマッチング部１１２は、算出したＩＲＩが基準ＩＲＩから所定範囲以内の値である場合、ＩＲＩと基準ＩＲＩとが略一致すると判断する。
【0058】
また、マップマッチング部１１２は、凹凸状態情報に速度別の凹凸状態情報（基準ＩＲＩ、又は基準ＩＲＩレベル）が含まれている場合、車速パルスに基づく車両Ａの速度と最も近い速度に対する凹凸状態情報を参照して、車両Ａの走行位置（リンク、又は区間）を推定してもよい。これにより、マップマッチング部１１２は、より精度よく、車両Ａの走行位置を推定することができる。
【0059】
なお、路面状態推定部１１１が算出したＩＲＩが、複数のリンク（又は、区間）の基準ＩＲＩと一致する場合がある。このように、ある時刻ｔ１に算出したＩＲＩから走行位置となるリンク（又は、区間）を一つに絞り込めない場合は、マップマッチング部１１２は、この時刻ｔ１の前（過去）又は次（未来）に算出したＩＲＩとの組み合わせから、走行位置となるリンクを絞り込むようにしてもよい。
【0060】
図６は、第１の実施形態に係るマップマッチング部の機能を説明するための図である。
例えば、マップマッチング部１１２は、ストレージ１３に記憶されているＩＲＩのうち、ある時刻ｔ１（今回）と時系列に連続するＩＲＩを読み出す。図６の例では、マップマッチング部１１２は、前回（時刻ｔ１－１）、及び前々回（時刻ｔ１－２）に算出したＩＲＩを読み出す。また、時刻ｔ１、時刻ｔ１－１、及び時刻ｔ１－２のＩＲＩは、それぞれ「小」、「中」、「大」であったとする。
例えば、マップマッチング部１１２は、ストレージ１３に記憶されているＩＲＩのうち、ある時刻ｔ１（今回）と時系列に連続するＩＲＩを読み出す。図６の例では、マップマッチング部１１２は、前回（時刻ｔ１－１）、及び前々回（時刻ｔ１－２）に算出したＩＲＩを読み出す。また、時刻ｔ１、時刻ｔ１－１、及び時刻ｔ１－２のＩＲＩは、それぞれ「小」、「中」、「大」であったとする。
【0061】
マップマッチング部１１２は、地図データＤ１から、時刻ｔ１のＩＲＩ（「小」）と一致する基準ＩＲＩを有するリンク（又は、区間）として、リンクＬＫ１（区間１）、リンクＬＫ４、及びリンクＬＫ７を抽出するとともに、これらリンクに接続するリンク（又は、区間）の組み合わせ候補を抽出する。図６の例では、マップマッチング部１１２は３つの候補を抽出する。このうち、時刻ｔ１－２～時刻ｔ１のＩＲＩの組み合わせと一致するリンク（又は、区間）組み合わせは、候補１のみである。したがって、マップマッチング部１１２は、候補１のリンクＬＫ８、リンクＬＫ９、及びリンクＬＫ１（区間１）を、時刻ｔ１－２～時刻ｔ１それぞれにおける車両Ａの走行位置として推定する。
【0062】
更に、マップマッチング部１１２は、複数のＩＲＩの組み合わせに加えて、前回推定した走行位置（前回位置）からの位置関係に基づいて絞り込みを行うようにしてもよい。例えば、マップマッチング部１１２は、前回位置から到達不可能となる候補リンクを除外して絞り込みを行う。具体的には、マップマッチング部１１２は、前回位置を推定した時刻からの経過時間、及び車両Ａの車速から、前回位置からの走行可能距離を推定する。マップマッチング部１１２は、候補リンクと前回位置との距離が走行可能距離を超える場合、この候補リンクは到達不可能であるとして除外する。マップマッチング部１１２は、候補リンクが一つに絞り込めるように、更に前のタイミングで推定した走行位置を参照してもよい。これにより、マップマッチング部１１２は、過去に推定した走行位置との位置関係に基づいて、車両Ａの走行位置を推定することができる。
【0063】
同様に、マップマッチング部１１２は、次回のタイミングで推定した走行位置（次回位置）へ到達不可能となる候補リンクを除外してもよい。また、マップマッチング部１１２は、候補位置が一つに絞り込めるように、更に後のタイミングで推定した走行位置を参照してもよい。これにより、マップマッチング部１１２は、ある時刻において走行位置を一つに絞り込めなかった場合であっても、後の時刻で推定された走行位置から遡って、当該時刻の走行位置を推定することができる。
【0064】
次に、車載器１０の送信部１１３は、マップマッチング部１１２が推定した車両Ａの走行位置（推定位置情報）を課金サーバ３０に送信する（ステップＳ１０３）。なお、送信部１１３は、逐次、推定位置情報を課金サーバ３０に送信してもよいし、所定時間毎に複数の推定位置情報をまとめて課金サーバ３０に送信してもよい。
【0065】
【0066】
課金サーバ３０の取得部３１１は、車載器１０から車両Ａの推定位置情報を取得する（ステップＳ１１０）。
【0067】
次に、課金サーバ３０の判定部３１２は、取得した推定位置情報と、ストレージ３３に予め記録されている課金ポイント情報Ｄ２とを照合し、車両Ａが課金ポイントを通過したか判定する（ステップＳ１１１）。
【0068】
図８は、第１の実施形態に係る課金ポイント情報の一例を示す図である。
図８の例では、ノードＮＤ１とノードＮＤ２とを接続するリンクＬＫ１上に課金ポイントＰＮ１が設けられている。課金ポイント情報Ｄ２は、課金ポイントＩＤと、課金ポイントが設けられたリンクを示す情報（リンクＩＤ）と、課金ポイントのリンク上の位置を示す情報とを含む。リンク上の位置は、例えば、リンクの始点ノードからの距離で表される。
課金ポイント情報Ｄ２には、課金ポイントＰＮ１がリンクＬＫ１の始点ノードＮＤ１からＸ３ｍの位置に設けられていることが記録されている。
図８の例では、ノードＮＤ１とノードＮＤ２とを接続するリンクＬＫ１上に課金ポイントＰＮ１が設けられている。課金ポイント情報Ｄ２は、課金ポイントＩＤと、課金ポイントが設けられたリンクを示す情報（リンクＩＤ）と、課金ポイントのリンク上の位置を示す情報とを含む。リンク上の位置は、例えば、リンクの始点ノードからの距離で表される。
課金ポイント情報Ｄ２には、課金ポイントＰＮ１がリンクＬＫ１の始点ノードＮＤ１からＸ３ｍの位置に設けられていることが記録されている。
【0069】
また、課金対象道路の入口及び出口の両方を課金ポイントとして設定する場合、課金ポイント情報Ｄ２は、課金ポイントが入口及び出口のどちらであるかを示す情報を更に含んでいてもよい。更に、課金ポイント情報Ｄ２は、課金ポイントそれぞれを通過した場合の通行料金を更に含んでいてもよい。
【0070】
判定部３１２は、車両Ａの推定位置情報から、車両Ａが課金ポイントを含まないリンクを走行していることを検出した場合、車両Ａが課金ポイントを通過していないと判定する（ステップＳ１１１：ＮＯ）。この場合、課金サーバ３０は車両Ａに対する課金を行わずに、処理を終了する。
【0071】
一方、判定部３１２は、車両Ａの推定位置情報から、車両Ａが課金ポイントを含むリンクを走行したことを検出した場合、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定する（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）。
【0072】
車両Ａが課金ポイントを通過したと判定された場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、課金サーバ３０の課金処理部３１３は、車両Ａに対し、課金ポイントＰＮ１を通過した場合の通行料金を課金する課金処理を実行する（ステップＳ１１２）。なお、課金処理部３１３は、車両Ａがある課金対象道路の入口及び出口の両方の課金ポイントを通過したと判定された場合、この入口から出口までの距離に応じた通行料金を車両Ａに対し課金するようにしてもよい。
【0073】
なお、図７には、課金サーバ３０が車載器１０から推定位置情報を取得する度に、課金ポイントの通過判定、及び課金処理を行う例が示されているが、これに限られることはない。他の実施形態では、課金サーバ３０は、所定時間（例えば１時間）毎に、課金ポイントの通過判定、及び課金処理を行うようにしてもよい。この場合、取得部３１１は、ステップＳ１１０において、車載器１０から取得した推定位置情報をストレージ３３に記憶して蓄積する。また、判定部３１２及び課金処理部３１３は、所定時間が経過したタイミングでストレージ３３に蓄積された複数の推定位置情報を読み出して、上記したステップＳ１１１～Ｓ１１２を実行する。
【0074】
また、推定位置情報には車載器１０又は車両Ａを特定可能な識別情報（車載器ＩＤ等）が含まれており、取得部３１１は、ステップＳ１１０において、識別情報別（車両別）に推定位置情報をストレージ３３に蓄積するようにしてもよい。このようにすることで、課金サーバ３０は、図７の一連の処理を、車両別に実行することができる。
【0075】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車載器１０は、加速度センサ１６から取得した車両Ａの加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部１１１と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データＤ１と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置を推定するマップマッチング部１１２と、を備える。
以上のように、本実施形態に係る車載器１０は、加速度センサ１６から取得した車両Ａの加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部１１１と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データＤ１と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置を推定するマップマッチング部１１２と、を備える。
【0076】
このように、本実施形態に係る車載器１０は、ＧＮＳＳを利用することなく、路面の凹凸状態から車両Ａの走行位置を推定するので、ＧＮＳＳの測位誤差が生じやすい場所を走行している場合であっても、車両Ａの走行位置を精度よく推定することができる。
【0077】
また、車載器１０の路面状態推定部１１１は、車両Ａの加速度に基づいて、路面の凹凸状態の推定値を表す国際ラフネス指数（ＩＲＩ）を算出する。
【0078】
このようにすることで、車載器１０は、搭載された車両の車種に依存せず、概ね共通のＩＲＩを得ることができる。これにより、車載器１０は、どのような車両に搭載されたとしても、精度よく車両の走行位置を推定することが可能である。
【0079】
また、車載器１０のマップマッチング部１１２は、連続する複数の時刻それぞれにおいて算出したＩＲＩの組み合わせに基づいて、車両Ａの地図データ上の位置を推定する。
【0080】
このようにすることで、車載器１０は、ＩＲＩの組み合わせに該当するリンク（又は、区間）の組み合わせを精度よく推定することができる。
【0081】
また、本実施形態に係る課金システム１は、車載器１０と、課金サーバ３０とを備える。課金サーバ３０は、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報Ｄ２と、車載器１０から受信した推定位置情報とを照合して、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部３１２と、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定された場合に、車両Ａに対し通行料金を課金する課金処理部３１３と、を備える。
【0082】
このように、車両Ａの走行位置の推定（マップマッチング処理）を車載器１０側で行うことにより、課金サーバ３０の処理負荷を低減することができるとともに、車載器１０及び課金サーバ３０間の通信量を低減することができる。また、本実施形態に係る車載器１０はＧＮＳＳの測位結果を使わないので、課金ポイントがＧＮＳＳの測位誤差が生じやすい位置に設けられていたとしても、測位誤差に影響されることなく走行位置を精度よく推定することができる。これにより、課金サーバ３０において課金漏れや、誤課金が生じる可能性を低減させることができる。
【0083】
＜第１の実施形態の変形例＞
第１の実施形態では、路面状態推定部１１１が路面の凹凸状態の推定値として、車両Ａの加速度からＩＲＩを算出する態様について説明したが、これに限られることはない。本変形例では、路面状態推定部１１１が車両Ａの加速度及び速度に基づいて、路面の凹凸状態を推定する態様について説明する。
第１の実施形態では、路面状態推定部１１１が路面の凹凸状態の推定値として、車両Ａの加速度からＩＲＩを算出する態様について説明したが、これに限られることはない。本変形例では、路面状態推定部１１１が車両Ａの加速度及び速度に基づいて、路面の凹凸状態を推定する態様について説明する。
【0084】
例えば、あるリンクＡ及びリンクＢの長さがそれぞれ１００ｍであったとする。また、リンクＡには約１０ｃｍの溝が５個存在し、リンクＢには約５ｃｍの溝が１０個存在しているとする。このとき、リンクＡ及びリンクＢそれぞれを走行したときの車両Ａの上下方向の変位の累積値は何れも１００ｃｍであり、ＩＲＩは何れも０．１［ｍ／ｍ］となる。このように、路面の凹凸状態（溝の大きさ、数）が異なるものの、ＩＲＩが一致してしまうリンクが存在すると、第１の実施形態に係る車載器１０は、車両Ａの走行位置（リンク）を推定することが困難になる場合がある。
【0085】
このようなリンクが存在することを想定して、本変形例に係る路面状態推定部１１１は、図４のステップＳ１０１において、車両Ａの加速度から、フーリエ変換などの技術を用いて車両Ａの上下方向の変位（振動）の周波数を算出する。また、路面状態推定部１１１は、周波数及び車両Ａの速度に基づいて路面の凹凸状態を推定する。具体的には、路面状態推定部１１１は、算出した周波数を車両Ａの速度で除した値を、路面の凹凸状態の推定値として求める。なお、この値は、単位距離における路面の凹凸の数に相当する。
【0086】
また、地図データＤ１の凹凸状態情報には、同様に、計測車両で計測した凹凸状態の推定値（＝周波数／速度）がリンク別に記録されているものとする。マップマッチング部１１２は、路面状態推定部１１１が算出した凹凸状態の推定値と、地図データＤ１の凹凸状態情報とを照合して、車両Ａの走行位置を推定する。
【0087】
上記したリンクＡ及びリンクＢの例では、溝の数が異なるため、凹凸状態の推定値も異なる値となる。したがって、マップマッチング部１１２におけるリンクＡとリンクＢとの識別が容易となる。これにより、車載器１０は、車両Ａの走行位置の推定精度を更に向上させることができる。
【0088】
＜第２の実施形態＞
次に、本開示の第２の実施形態に係る課金システム１について図９～図１０を参照しながら説明する。第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。本実施形態に係る課金システム１では、車載器１０の機能構成が第１の実施形態と異なっている。課金サーバ３０の機能構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
次に、本開示の第２の実施形態に係る課金システム１について図９～図１０を参照しながら説明する。第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。本実施形態に係る課金システム１では、車載器１０の機能構成が第１の実施形態と異なっている。課金サーバ３０の機能構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【0089】
【0090】
ＧＮＳＳ測位部１７は、ＧＮＳＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて推定した車両Ａの位置座標を含む測位情報を生成する。
【0091】
また、本実施形態に係るマップマッチング部１１２は、地図データＤ１と、路面状態推定部１１１が推定した凹凸状態と、測位情報に含まれる位置座標とを照合して、車両Ａの地図データ上の位置を推定する。
【0092】
【0093】
車載器１０のＧＮＳＳ測位部１７は、衛星信号に基づいて、車両Ａの位置座標（緯度、経度）を推定して測位情報を生成する（ステップＳ２００）。また、ＧＮＳＳ測位部１７は、衛星信号に基づいて車両Ａの速度及び走行距離を更に推定し、これらを測位情報に含めてもよい。
【0094】
また、車載器１０の路面状態推定部１１１は、車両Ａの車速センサ２０及び車載器１０の加速度センサ１６から、センサ情報を取得する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の処理は、ステップＳ２００と前後してもよいし、同時に行われてもよい。
【0095】
次に、路面状態推定部１１１は、加速度センサ１６から取得した加速度と、車速センサ２０の車速パルスに基づく車両Ａの走行距離とに基づいてＩＲＩを算出する(ステップＳ２０２)。また、路面状態推定部１１１は、ＧＮＳＳ測位部１７による測位結果の確信度が所定の閾値以上である場合、車速パルスに基づく走行距離に代えて、ＧＮＳＳ測位部が推定した走行距離を使ってもよい。路面状態推定部１１１がＩＲＩを算出する具体的な方法は、第１の実施形態（図４のステップＳ１０１）と同様である。
【0096】
次に、車載器１０のマップマッチング部１１２は、ストレージ１３に予め記録されている地図データＤ１と、路面状態推定部１１１が算出したＩＲＩと、ＧＮＳＳ測位部１７が推定した車両Ａの位置座標とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置（走行位置）を推定する（ステップＳ２０３）。
【0097】
例えば、マップマッチング部１１２は、車両Ａの位置座標から所定距離の範囲に存在するリンクを候補リンクとして抽出する。また、マップマッチング部１１２は、抽出した候補リンクのうち、路面状態推定部１１１が算出したＩＲＩと一致する基準ＩＲＩを有するリンクを、車両Ａの走行位置であると推定する。候補リンクから走行位置を絞り込む方法は、図４のステップＳ１０２で説明した方法と同様である。
【0098】
次に、車載器１０の送信部１１３は、マップマッチング部１１２が推定した車両Ａの走行位置（推定位置情報）を課金サーバ３０に送信する（ステップＳ２０４）。当該処理は、図４のステップＳ１０３と同様である。
【0099】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る車載器１０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて推定した車両Ａの位置座標（緯度、経度）を含む測位情報を生成するＧＮＳＳ測位部１７を更に備える。マップマッチング部１１２は、地図データＤ１と、車両の位置座標と、路面の凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置を推定する。
以上のように、本実施形態に係る車載器１０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて推定した車両Ａの位置座標（緯度、経度）を含む測位情報を生成するＧＮＳＳ測位部１７を更に備える。マップマッチング部１１２は、地図データＤ１と、車両の位置座標と、路面の凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置を推定する。
【0100】
本実施形態に係る車載器１０は、このようにＧＮＳＳを利用して測位した車両Ａの位置座標から候補リンクを絞り込むことにより、車両Ａの走行位置を推定する処理を高速化することができるとともに、走行位置の推定精度を更に向上させることができる。また、車載器１０は、ＧＮＳＳの測位誤差が生じやすい場所であっても、路面の凹凸状態から車両Ａの走行位置を絞り込むことができるので、測位結果の確信度に影響されることなく、精度よく車両Ａの走行位置を推定することができる。
【0101】
なお、本実施形態では、路面状態推定部１１１が第１の実施形態（図４のステップＳ１０１）と同様に、ＩＲＩを路面の凹凸状態の推定値として算出する例について説明したが、これに限られることはない。路面状態推定部１１１は、第１の実施形態の変形例と同様の方法（推定値＝周波数／速度）で、路面の凹凸状態を推定してもよい。なお、路面状態推定部１１１は、ＧＮＳＳ測位部１７による測位結果の確信度が所定の閾値以上である場合、車速パルスに基づく車両Ａの速度に代えて、ＧＮＳＳ測位部が推定した車両Ａの速度を使ってもよい。
【0102】
＜第３の実施形態＞
次に、本開示の第３の実施形態に係る課金システム１について図１１～図１２を参照しながら説明する。上述の各実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。本実施形態に係る課金システム１では、課金サーバ３０の機能構成が第１～第２の実施形態と異なっている。
次に、本開示の第３の実施形態に係る課金システム１について図１１～図１２を参照しながら説明する。上述の各実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。本実施形態に係る課金システム１では、課金サーバ３０の機能構成が第１～第２の実施形態と異なっている。
【0103】
（課金サーバの機能構成）
図１１は、第３の実施形態に係る課金サーバの機能構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る課金システム１は、車載器１０に代えて、課金サーバ３０側で車両Ａの走行位置を推定する処理を行うようにしたものである。図１１に示すように、本実施形態に係る課金サーバ３０のＣＰＵ３１は、路面状態推定部３１４、及びマップマッチング部３１５としての機能を更に発揮する。
図１１は、第３の実施形態に係る課金サーバの機能構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る課金システム１は、車載器１０に代えて、課金サーバ３０側で車両Ａの走行位置を推定する処理を行うようにしたものである。図１１に示すように、本実施形態に係る課金サーバ３０のＣＰＵ３１は、路面状態推定部３１４、及びマップマッチング部３１５としての機能を更に発揮する。
【0104】
課金サーバ３０の路面状態推定部３１４及びマップマッチング部３１５の機能は、第１の実施形態に係る車載器１０の路面状態推定部１１１及びマップマッチング部１１２の機能と同じである。
【0105】
また、課金サーバ３０の取得部３１１は、車載器１０からセンサ情報を取得する。センサ情報は、車載器１０の加速度センサ１６が計測した加速度と、車載器１０が車速センサ２０から取得した車速パルスとを含む。
【0106】
【0107】
なお、図示は略すが、本実施形態に係る車載器１０は、路面状態推定部１１１及びマップマッチング部１１２を省略してもよい。車載器１０の送信部１１３は、車速センサ２０及び加速度センサ１６から取得したセンサ情報を、逐次、課金サーバ３０に送信する。
【0108】
（課金サーバの処理フロー）
図１２は、第３の実施形態に係る課金サーバの処理の一例を示すフローチャートである。
ここでは、図１２を参照しながら、課金サーバ３０が実行する走行位置の推定処理及び課金処理の詳細について説明する。
図１２は、第３の実施形態に係る課金サーバの処理の一例を示すフローチャートである。
ここでは、図１２を参照しながら、課金サーバ３０が実行する走行位置の推定処理及び課金処理の詳細について説明する。
【0109】
課金サーバ３０の取得部３１１は、車載器１０からセンサ情報を取得する（ステップＳ３００）。センサ情報には、車両Ａの加速度と、車速パルス（又は車速パルスに基づく車両Ａの速度及び走行距離）とが含まれている。
【0110】
次に、課金サーバ３０の路面状態推定部３１４は、車載器１０から取得したセンサ情報に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する（ステップＳ３０１）。当該処理は、第１の実施形態に係る車載器１０の路面状態推定部１１１の処理（図４のステップＳ１０１）と同じである。
【0111】
次に、課金サーバ３０のマップマッチング部３１５は、ストレージ３３に予め記録されている地図データＤ１と、路面状態推定部３１４が算出したＩＲＩとを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置（走行位置）を推定する（ステップＳ３０２）。当該処理は、第１の実施形態に係る車載器１０のマップマッチング部１１２の処理（図４のステップＳ１０２）と同じである。
【0112】
次に、課金サーバ３０の判定部３１２は、マップマッチング部３１５が推定した車両Ａの位置（推定位置情報）と、ストレージ３３に予め記録されている課金ポイント情報Ｄ２とを照合し、車両Ａが課金ポイントを通過したか判定する（ステップＳ３０３）。当該処理は、第１の実施形態に係る判定部３１２の処理（図７のステップＳ１１１）と同じである。
【0113】
また、課金サーバ３０の課金処理部３１３は、車両Ａが課金ポイントを通過していないと判定された場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、車両Ａに対する課金を行わずに、処理を終了する。
【0114】
一方、課金処理部３１３は、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定された場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、車両Ａに対し、課金ポイントを通過した場合の通行料金を課金する課金処理を実行する（ステップＳ３０４）。当該処理は、第１の実施形態に係る課金処理部３１３の処理（図７のステップＳ１１２）と同じである。
【0115】
なお、本実施形態では、課金サーバ３０の路面状態推定部３１４及びマップマッチング部３１５がＩＲＩに基づいて路面状態の推定、及び走行位置の推定を行う例について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、路面状態推定部３１４及びマップマッチング部３１５は、第１の実施形態の変形例と同様に、車両Ａの上下方向の振動の周波数と、車両Ａの速度とに基づいて、凹凸状態の推定を行うようにしてもよい。これにより、マップマッチング部３１５は、より精度よく車両Ａの走行位置を推定することができる。
【0116】
また、更に他の実施形態では、マップマッチング部３１５は、第２の実施形態と同様に、車載器１０のＧＮＳＳ測位部１７の測位情報を更に用いて、車両Ａの走行位置を推定してもよい。この場合、車載器１０の送信部１１３は、ＧＮＳＳ測位部１７が生成した測位情報を、逐次、課金サーバ３０に送信する。また、課金サーバ３０の取得部３１１は車載器１０から測位情報を更に取得する。これにより、課金サーバ３０のマップマッチング部３１５は、測位情報及び路面の凹凸状態の両方を使って、より正確に車両の走行位置を推定することが可能となる。
【0117】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る課金サーバ３０は、車両Ａに搭載された車載器１０から、車両Ａの加速度を含むセンサ情報を取得する取得部３１１と、加速度に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部３１４と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データＤ１と、凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置（推定位置情報）を推定するマップマッチング部３１５と、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報Ｄ２と、車両Ａの推定位置情報とを照合して、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部３１２と、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両Ａに所定の通行料金を課金する課金処理部３１３と、を備える。
以上のように、本実施形態に係る課金サーバ３０は、車両Ａに搭載された車載器１０から、車両Ａの加速度を含むセンサ情報を取得する取得部３１１と、加速度に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部３１４と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データＤ１と、凹凸状態とを照合して、車両Ａの地図データＤ１上の位置（推定位置情報）を推定するマップマッチング部３１５と、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報Ｄ２と、車両Ａの推定位置情報とを照合して、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部３１２と、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両Ａに所定の通行料金を課金する課金処理部３１３と、を備える。
【0118】
このように、課金サーバ３０に車両の走行位置を推定する機能を持たせることにより、車載器１０の処理負荷を大幅に低減させることができる。これにより、車載器１０を簡易且つ安価な構成とすることができる。
【0119】
＜第４の実施形態＞
次に、本開示の第４の実施形態に係る課金システム１について図１３～図１４を参照しながら説明する。本実施形態に係る課金システム１は、第３の実施形態に係る課金サーバ３０とは異なり、車両Ａの走行位置を推定せず、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かのみを監視する。したがって、図示は略すが、本実施形態では、課金サーバ３０のマップマッチング部３１５を省略してもよい。
次に、本開示の第４の実施形態に係る課金システム１について図１３～図１４を参照しながら説明する。本実施形態に係る課金システム１は、第３の実施形態に係る課金サーバ３０とは異なり、車両Ａの走行位置を推定せず、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かのみを監視する。したがって、図示は略すが、本実施形態では、課金サーバ３０のマップマッチング部３１５を省略してもよい。
【0120】
【0121】
課金サーバ３０の取得部３１１は、車載器１０からセンサ情報を取得する（ステップＳ４００）。また、課金サーバ３０の路面状態推定部３１４は、取得したセンサ情報に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する（ステップＳ４０１）。これらの処理は、第３の実施形態（図１２のステップＳ３００～Ｓ３０１）と同じである。
【0122】
次に、課金サーバ３０の判定部３１２は、ストレージ３３に予め記録されている課金ポイント情報Ｄ３（図１４）と、路面状態推定部３１４が推定した路面の凹凸状態（ＩＲＩ）とを照合し、車両Ａが課金ポイントを通過したか判定する（ステップＳ４０２）。
【0123】
図１４は、第４の実施形態に係る課金ポイント情報の一例を示す図である。
本実施形態に係る課金サーバ３０のストレージには、上述の地図データＤ１及び課金ポイント情報Ｄ２に代えて、図１４に示す課金ポイント情報Ｄ３が記録されている。
本実施形態に係る課金サーバ３０のストレージには、上述の地図データＤ１及び課金ポイント情報Ｄ２に代えて、図１４に示す課金ポイント情報Ｄ３が記録されている。
【0124】
課金ポイント情報Ｄ３は、課金ポイントＩＤと、課金ポイントが設けられたリンクを示す情報（リンクＩＤ）と、課金ポイントのリンク上の位置を示す情報に加えて、課金ポイントが設けられたリンク（又は、区間）の凹凸状態情報を更に含む。図１４の例では、計測車両により予め計測された課金ポイント周辺（課金ポイントが設けられたリンク、又は区間）の基準ＩＲＩが凹凸状態情報として記録される。なお、凹凸状態情報は、計測車両を複数の速度で走行させて計測した、速度別の基準ＩＲＩを含んでいてもよい。
【0125】
判定部３１２は、課金ポイント情報Ｄ３に、算出したＩＲＩと略一致する基準ＩＲＩを有する課金ポイントが存在しない場合、車両Ａは課金ポイントを通過していないと判定する（ステップＳ４０２：ＮＯ）。この場合、課金処理部３１３は、車両Ａに対する課金を行わずに、処理を終了する。
【0126】
一方、判定部３１２は、算出したＩＲＩと略一致する基準ＩＲＩを有する課金ポイントが存在する場合、車両Ａはこの課金ポイントを通過したと判定する（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）。この場合、課金処理部３１３は、車両Ａに対し、課金ポイントを通過した場合の通行料金を課金する課金処理を実行する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３の処理は、第３の実施形態（図１２のステップＳ３０４）と同じである。
【0127】
なお、判定部３１２における課金ポイントの通過判定の精度を向上させるため、課金ポイントが設けられた地点の路面に、課金ポイント別に異なる凹凸パターンを付す（溝又は突起などを形成する）ようにしてもよい。そうすると、課金ポイント情報Ｄ３凹凸状態情報（ＩＲＩ情報）は、路面の凹凸パターンにより、課金ポイント別に異なる値が設定されることとなる。これにより、判定部３１２は、車両Ａが通過した課金ポイントを一つに絞り込むことが容易となる。
【0128】
なお、本実施形態では、課金サーバ３０の路面状態推定部３１４がＩＲＩに基づいて路面状態の推定、及び走行位置の推定を行う例について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、路面状態推定部３１４は、第１の実施形態の変形例と同様に、車両Ａの上下方向の振動の周波数と、車両Ａの速度とに基づいて、凹凸状態の推定を行うようにしてもよい。これにより、判定部３１２は、より精度よく車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定することができる。また、この場合、課金ポイント情報Ｄ３の凹凸状態情報には、計測車両で計測した凹凸状態の推定値（＝周波数／速度）がリンク別に記録される。
【0129】
また、更に他の実施形態では、判定部３１２は、車載器１０のＧＮＳＳ測位部１７の測位情報を更に用いて、車両Ａが課金ポイントを通過したか判定してもよい。また、このとき、課金ポイント情報Ｄ３は、課金ポイントの位置座標（緯度、経度）を更に含む。これにより、課金サーバ３０の判定部３１２は、測位情報及び路面の凹凸状態の両方を使って、より正確に車両Ａが課金ポイントを通過したか判定することができる。
【0130】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る課金サーバ３０は、車両Ａに搭載された車載器１０から車両Ａの加速度を取得する取得部３１１と、加速度に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部３１４と、課金ポイントが設けられた地点の路面の凹凸状態情報を含む課金ポイント情報Ｄ３と、凹凸状態とを照合して、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部３１２と、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両Ａに所定の通行料金を課金する課金処理部３１３と、を備える。
以上のように、本実施形態に係る課金サーバ３０は、車両Ａに搭載された車載器１０から車両Ａの加速度を取得する取得部３１１と、加速度に基づいて、車両Ａが走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部３１４と、課金ポイントが設けられた地点の路面の凹凸状態情報を含む課金ポイント情報Ｄ３と、凹凸状態とを照合して、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部３１２と、車両Ａが課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両Ａに所定の通行料金を課金する課金処理部３１３と、を備える。
【0131】
このようにすることで、課金サーバ３０は、車両Ａが課金ポイントを通過したか否かのみを判定すればよいので、常時、マップマッチング処理（走行位置の推定）を行うよりも処理負荷を低減することができる。
【0132】
以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【0133】
例えば、上記した実施形態において、地図データＤ１（又は、課金ポイント情報Ｄ３）の作成者が、計測車両によりリンク別の凹凸状態情報を計測する例について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、不図示のセンタサーバが複数の車載器からマップマッチング結果（車両の走行位置）及びセンサ情報（加速度等）を含むプローブデータを収集して、リンク別の凹凸状態情報を生成してもよい。なお、マップマッチング結果は、従来のマップマッチング技術に基づく位置推定結果であってよい。
【0134】
センタサーバは、あるリンクについて、複数の車載器から所定数（例えば、１万件）以上のプローブデータを収集すると、収集したプローブデータに基づいてこのリンクの凹凸状態情報を生成する。また、センタサーバは、所定数以上のプローブデータが集まっていないリンクについては、凹凸状態情報を「ＮＵＬＬ」にする。なお、センタサーバは、所定数以上のプローブデータが集まっていないリンクについて、現時点で収集できたプローブデータに基づく凹凸状態情報を生成し、データ精度が低いことを示すフラグを付すようにしてもよい。センタサーバは、凹凸状態情報を生成する毎に、又は、所定時間が経過する毎に、凹凸状態情報を車載器１０又は課金サーバ３０に送信して、地図データＤ１又は課金ポイント情報Ｄ３を更新させる。なお、凹凸状態情報を生成する機能は、課金サーバ３０が有していてもよい。
【0135】
また、上記した実施形態において、リンクの識別性を向上させるために、道路の路面に凹凸パターンを設けてもよい。これにより、地図データＤ１にリンクそれぞれで異なる凹凸状態情報を記録されることとなるので、車載器１０又は課金サーバ３０において、凹凸状態に基づく走行位置の推定精度を向上させることができる。なお、凹凸パターンは、測位誤差が生じやすい箇所など、一部の道路のみに設けてもよい。
【0136】
また、上記した実施形態において、車載器１０又は課金サーバ３０が車両Ａの走行位置を示すリンク（又は、リンクの区間）を推定する例について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、車載器１０又は課金サーバ３０は、車両Ａの走行レーンを推定してもよい。この場合、地図データＤ１（又は、課金ポイント情報Ｄ３）は、レーン別の凹凸状態情報を含む。また、走行レーンの推定精度を上げるために、レーンそれぞれに異なる凹凸パターンを付してもよい。このようにすることで、課金サーバ３０は、レーン単位で車両Ａに対する課金を行うことができる。これにより、課金サーバ３０は、レーン毎に通行料金を異ならせるなど、柔軟な運用を行うことが可能となる。また、課金サーバ３０は、車両Ａの走行レーンが不正であった場合（例えば、許可された車両のみが走行可能なレーンを、許可されていない車両が不正に走行した場合）に、当該車両Ａに対し罰金を課金するようにしてもよい。
【0137】
また、上記した実施形態において、車載器１０が推定した推定位置情報を通行料金の課金処理に利用する例について説明したが、これに限られることはない。車載器１０の推定位置情報は、ナビゲーション機能、フリート管理、テレマティクス保険などに利用してもよい。
【0138】
＜付記＞
上述の実施形態に記載の車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
上述の実施形態に記載の車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
【0139】
（１）本開示の第１の態様によれば、車載器（１０）は、加速度センサから取得した車両の加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部（１１１）と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データ（Ｄ１）と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両の地図データ上の位置を推定するマップマッチング部（１１２）と、を備える。
【0140】
車載器は、ＧＮＳＳを利用することなく、路面の凹凸状態から車両の走行位置を推定するので、ＧＮＳＳの測位誤差が生じやすい場所を走行している場合であっても、車両の走行位置を精度よく推定することができる。
【0141】
（２）本開示の第２の態様によれば、第１の態様に係る車載器（１０）において、路面状態推定部（１１１）は、加速度に基づいて国際ラフネス指数を算出し、国際ラフネス指数に基づいて凹凸状態を推定する。
【0142】
このようにすることで、車載器は、搭載された車両の車種に依存せず、概ね共通のＩＲＩを得ることができる。これにより、車載器は、どのような車両に搭載されたとしても、精度よく車両の走行位置を推定することが可能である。
【0143】
（３）本開示の第３の態様によれば、第１の態様に係る車載器（１０）において、路面状態推定部（１１１）は、加速度に基づいて車両が走行する地点の路面の凹凸に起因する車両の上下方向の振動の周波数を算出し、周波数と、車両から取得した速度とに基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する。
【0144】
このようにすることで、車載器は、道路別の凹凸状態の特徴（凹凸の数など）をより精密に検出することができるので、車両の走行位置の推定精度を更に向上させることができる。
【0145】
（４）本開示の第４の態様によれば、第１から第３の何れか一の態様に係る車載器（１０）は、ＧＮＳＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて推定した車両の位置座標を含む測位情報を生成するＧＮＳＳ測位部（１７）を更に備え、マップマッチング部（１１２）は、地図データ（Ｄ１）と車両の位置座標とを更に照合して、車両の地図データ上の位置を推定する。
【0146】
車載器は、このようにＧＮＳＳを利用して測位した車両の位置座標から候補リンクを絞り込むことにより、車両の走行位置を推定する処理を高速化することができるとともに、走行位置の推定精度を更に向上させることができる。また、車載器は、ＧＮＳＳの測位誤差が生じやすい場所であっても、路面の凹凸状態から車両の走行位置を絞り込むことができるので、測位結果の確信度による影響されることなく、精度よく車両の走行位置を推定することができる。
【0147】
（５）本開示の第５の態様によれば、課金システム（１）は、第１から第４の何れか一の態様に係る車載器（１０）と、車載器（１０）と無線通信を介して接続される課金サーバ（３０）と、を備える。車載器（１０）は、車両の地図データ上の推定位置を示す推定位置情報を課金サーバ（３０）に送信する送信部（１１３）を更に備える。課金サーバ（３０）は、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報（Ｄ２）と、車載器（１０）から受信した推定位置情報とを照合して、車両が課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部（３１２）と、車両が課金ポイントを通過したと判定された場合に、車両に対し通行料金を課金する課金処理部（３１３）と、を備える。
【0148】
このように、車両の走行位置の推定（マップマッチング処理）を車載器側で行うことにより、課金サーバの処理負荷を低減することができるとともに、車載器及び課金サーバ間の通信量を低減することができる。また、車載器は、路面の凹凸状態情報を用いて走行位置を精度よく推定することができる。これにより、課金サーバにおいて課金漏れや、誤課金が生じる可能性を低減させることができる。
【0149】
（６）本開示の第６の態様によれば、課金サーバ（３０）は、車両に搭載された車載器（１０）から、車両の加速度を取得する取得部（３１１）と、加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部（３１４）と、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データ（Ｄ１）と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両の地図データ上の位置を推定するマップマッチング部（３１５）と、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報（Ｄ２）と、推定した車両の地図データ上の位置とを照合して、車両が課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部（３１２）と、車両が課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両に所定の通行料金を課金する課金処理部（３１３）と、を備える。
【0150】
このように、課金サーバに車両の走行位置を推定する機能を持たせることにより、車載器の処理負荷を大幅に低減させることができる。これにより、車載器を簡易且つ安価な構成とすることができる。
【0151】
（７）本開示の第７の態様によれば、課金サーバ（３０）は、車両に搭載された車載器（１０）から車両の加速度を取得する取得部（３１１）と、加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定する路面状態推定部（３１４）と、課金ポイントが設けられた地点の路面の凹凸状態情報を含む課金ポイント情報（Ｄ３）と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両が課金ポイントを通過したか否かを判定する判定部（３１２）と、車両が課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両に所定の通行料金を課金する課金処理部（３１３）と、を備える。
【0152】
このようにすることで、課金サーバは、車両が課金ポイントを通過したか否かのみを判定すればよいので、常時、マップマッチング処理（走行位置の推定）を行うよりも処理負荷を低減することができる。
【0153】
（８）本開示の第８の態様によれば、位置推定方法は、加速度センサ（１６）から取得した車両の加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データ（Ｄ１）と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両の地図データ上の位置を推定するステップと、を有する。
【0154】
（９）本開示の第９の態様によれば、課金方法は、加速度センサ（１６）から車両の加速度を取得するステップと、加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データと、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両の地図データ上の位置を推定するステップと、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報（Ｄ２）と、推定した車両の位置とを照合して、車両が課金ポイントを通過したか否かを判定するステップと、車両が課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両に所定の通行料金を課金するステップと、を有する。
【0155】
（１０）本開示の第１０の態様によれば、プログラムは、加速度センサ（１６）から取得した車両の加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データ（Ｄ１）と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両の地図データ上の位置を推定するステップと、を車載器（１０）に実行させる。
【0156】
（１１）本開示の第１１の態様によれば、プログラムは、車両に搭載された車載器（１０）から車両の加速度を取得するステップと、加速度に基づいて、車両が走行する地点の路面の凹凸状態を推定するステップと、複数の地点それぞれの路面の凹凸状態情報を含む地図データ（Ｄ１）と、車両が走行する地点の路面の凹凸状態とを照合して、車両の地図データ上の位置を推定するステップと、課金ポイントの地図データ上の位置を示す課金ポイント情報（Ｄ２）と、推定した車両の位置とを照合して、車両が課金ポイントを通過したか否かを判定するステップと、車両が課金ポイントを通過したと判定した場合に、車両に所定の通行料金を課金するステップと、を課金サーバ（３０）に実行させる。
【産業上の利用可能性】
【0157】
本開示に係る車載器、課金システム、課金サーバ、位置推定方法、課金方法、及びプログラムによれば、車両の走行位置を精度よく推定することができる。
【符号の説明】
【0158】
１ 課金システム
１０ 車載器
１１ ＣＰＵ
１１１ 路面状態推定部
１１２ マップマッチング部
１１３ 送信部
１２ メモリ
１３ ストレージ
１４ 通信インタフェース
１５ インタフェース
１６ 加速度センサ（センサ）
１７ ＧＮＳＳ測位部
２０ 車速センサ（センサ）
３０ 課金サーバ
３１ ＣＰＵ
３１１ 取得部
３１２ 判定部
３１３ 課金処理部
３１４ 路面状態推定部
３１５ マップマッチング部
３２ メモリ
３３ ストレージ
３４ 通信インタフェース
Ｄ１ 地図データ
Ｄ２、Ｄ３ 課金ポイント情報
１０ 車載器
１１ ＣＰＵ
１１１ 路面状態推定部
１１２ マップマッチング部
１１３ 送信部
１２ メモリ
１３ ストレージ
１４ 通信インタフェース
１５ インタフェース
１６ 加速度センサ（センサ）
１７ ＧＮＳＳ測位部
２０ 車速センサ（センサ）
３０ 課金サーバ
３１ ＣＰＵ
３１１ 取得部
３１２ 判定部
３１３ 課金処理部
３１４ 路面状態推定部
３１５ マップマッチング部
３２ メモリ
３３ ストレージ
３４ 通信インタフェース
Ｄ１ 地図データ
Ｄ２、Ｄ３ 課金ポイント情報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】