JP2000292430A - Method and system for detection of vehicle speed - Google Patents
Method and system for detection of vehicle speedInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走行車両の走行距
離およびまたは走行速度を検出する車速検出方法および
そのシステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle speed detecting method for detecting a traveling distance and / or a traveling speed of a traveling vehicle and a system thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、走行車両の車速を検出するために
は、車速センサが使用されていた。図４は従来の車速セ
ンサの一例を示す。図４において、この車速センサは、
車両の駆動輪でない方の車輪の回転から車速を間接的に
得るものものであり、車輪すなわちホイールの回転軸に
固定されたギヤ１０１と、その歯に対向して配置された
磁石１０２とを備えている。磁石１０２にはコイル１０
３が巻かれており、ギヤ１０１が回転すると、磁石１０
２との距離が変化し、コイル１０３に電圧が誘起され、
その出力を取り出すことにより走行速度を検出すること
ができ、さらに車輪の直径から走行距離を検出すること
ができる。このように、上記従来の車速センサでも、走
行車両の走行距離および走行速度を検出することができ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle speed sensor has been used to detect the vehicle speed of a traveling vehicle. FIG. 4 shows an example of a conventional vehicle speed sensor. In FIG. 4, this vehicle speed sensor
A vehicle speed is indirectly obtained from the rotation of a wheel other than the driving wheel of the vehicle, and includes a gear 101 fixed to a wheel, that is, a rotation shaft of the wheel, and a magnet 102 disposed opposite to teeth thereof. ing. The magnet 102 has a coil 10
3 is wound, and when the gear 101 rotates, the magnet 10
2, the voltage is induced in the coil 103,
By extracting the output, the traveling speed can be detected, and the traveling distance can be detected from the diameter of the wheel. As described above, even the above-described conventional vehicle speed sensor can detect the traveling distance and traveling speed of the traveling vehicle.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車速センサでは、車輪がスリップして空転したり、
ロックして空走した場合には、正確に走行距離および走
行速度を検出できず、特に、４輪駆動車の場合には、ス
リップが全輪で生じるため、車速検出に大きな誤差が生
じる場合があるという問題があった。このため、車速セ
ンサからの信号をもとに制御を行うアンチブレーキシス
テムや電子制御サスペンションシステム、ナビゲーショ
ンシステムにおける精度向上に限界があった。本発明
は、このような従来の問題を解決し、車速を高精度に検
出することのできる新規な車速検出方法およびそのシス
テムを提供することを目的とする。However, in the above-mentioned conventional vehicle speed sensor, the wheels slip and idle,
When the vehicle is locked and idling, the traveling distance and traveling speed cannot be detected accurately. Particularly, in the case of a four-wheel drive vehicle, since slip occurs on all wheels, a large error may occur in vehicle speed detection. There was a problem. For this reason, there has been a limit in improving the accuracy of an anti-brake system, an electronically controlled suspension system, and a navigation system that perform control based on a signal from a vehicle speed sensor. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a novel vehicle speed detection method and system capable of detecting a vehicle speed with high accuracy.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電磁波に共振する共振子が組み込まれた
マーカを道路に等間隔に埋設し、車両には上記電磁波を
送受信可能なアンテナと回路を組み込み、上記マーカを
検出することにより、走行距離および走行速度を高精度
に検出できるとともに、将来のインフラ（道路）側への
進展への対応を実現させることができる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention embeds a marker in which a resonator that resonates with an electromagnetic wave is installed at an equal interval on a road, and enables a vehicle to transmit and receive the electromagnetic wave. By incorporating the antenna and the circuit and detecting the marker, it is possible to detect the traveling distance and the traveling speed with high accuracy, and to cope with the future development on the infrastructure (road) side.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、車両に設置されたアンテナから電磁波を走行道路に
向けて発射し、道路に一定間隔で埋設され、電磁波に共
振する共振子が組み込まれたマーカからの反射電磁波を
車両に設置されたアンテナで受信することによりマーカ
を検出し、予め決定されている前記マーカの間隔から車
両の走行距離およびまたは走行速度を算出することを特
徴とする車速検出方法であり、走行車両の走行距離およ
びまたは走行速度を精度よく検出できるという作用を有
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, there is provided a resonator which emits an electromagnetic wave from an antenna installed in a vehicle toward a traveling road, is embedded in the road at regular intervals, and resonates with the electromagnetic wave. Detecting the marker by receiving an electromagnetic wave reflected from the marker in which the marker is incorporated by an antenna installed in the vehicle, and calculating a traveling distance and / or a traveling speed of the vehicle from a predetermined interval between the markers. Vehicle speed detection method, which has the effect of accurately detecting the traveling distance and / or traveling speed of the traveling vehicle.
【０００６】本発明の請求項２に記載の発明は、道路に
一定間隔で埋設され、電磁波に共振する共振子が組み込
まれたマーカと、車両に搭載されて電磁波を送受信可能
なアンテナおよび車速検出装置とを含み、前記アンテナ
および車速検出装置により前記マーカを検出するととも
に、予め決定されている前記マーカの間隔から車両の走
行距離およびまたは走行速度を算出することを特徴とす
る車速検出システムであり、走行車両の走行距離および
または走行速度を精度よく検出できるという作用を有す
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a marker which is embedded in a road at regular intervals and has a built-in resonator for resonating with electromagnetic waves, an antenna mounted on a vehicle capable of transmitting and receiving electromagnetic waves, and a vehicle speed detection. A vehicle speed detection system, comprising: detecting the marker by the antenna and the vehicle speed detection device; and calculating a traveling distance and / or a traveling speed of the vehicle from a predetermined interval between the markers. This has the effect that the traveling distance and / or traveling speed of the traveling vehicle can be accurately detected.
【０００７】本発明の請求項３に記載の発明は、車速検
出装置が、電磁波を送受信するための手段と、受信した
電磁波の電界レベルを検出する手段と、検出された受信
電界レベルの電圧をＡ／Ｄ変換する手段と、Ａ／Ｄ変換
された電圧値を入力して所定の演算を行う手段とを備え
た請求項２記載の車速検出システムであり、走行車両の
走行距離およびまたは走行速度を簡単な回路構成で精度
よく検出できるという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, a vehicle speed detecting device includes means for transmitting and receiving an electromagnetic wave, means for detecting an electric field level of a received electromagnetic wave, and detecting a voltage of the detected electric field level. 3. The vehicle speed detection system according to claim 2, further comprising means for performing A / D conversion and means for inputting the A / D-converted voltage value and performing a predetermined calculation, wherein the traveling distance and / or traveling speed of the traveling vehicle is provided. Can be accurately detected with a simple circuit configuration.
【０００８】本発明の請求項４に記載の発明は、送信ア
ンテナがループアンテナであり、受信アンテナがフェラ
イトバーアンテナであり、それぞれ車両のフロントバン
パーまたはその近傍に組み込まれていることを特徴とす
る請求項２または３記載の車速検出システムであり、コ
ンパクトなアンテナ構造で走行車両の走行距離およびま
たは走行速度を精度よく検出できるという作用を有す
る。According to a fourth aspect of the present invention, the transmitting antenna is a loop antenna and the receiving antenna is a ferrite bar antenna, and each of the transmitting antenna and the receiving antenna is incorporated in a front bumper of the vehicle or in the vicinity thereof. Item 4. The vehicle speed detection system according to item 2 or 3, which has a function of accurately detecting a traveling distance and / or a traveling speed of a traveling vehicle with a compact antenna structure.
【０００９】本発明の請求項５に記載の発明は、マーカ
の共振子が電池を必要としないフェライト共振子である
請求項２から４のいずれかに記載の車速検出システムで
あり、保守点検の容易なマーカにより走行車両の走行距
離およびまたは走行速度を精度よく検出できるという作
用を有する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the vehicle speed detecting system according to any one of the second to fourth aspects, wherein the resonator of the marker is a ferrite resonator which does not require a battery. This has the effect that the traveling distance and / or traveling speed of the traveling vehicle can be accurately detected with the easy marker.
【００１０】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。 （実施の形態）図１は本発明の実施の形態におけるイン
フラ構造を示している。図１において、１は道路車線で
あり、道路の幅に応じていくつかの車線に区切られてい
る。２は道路車線１の中央に等間隔、例えば２ｍ毎に埋
設された電池を必要としないマーカであり、１００〜５
００ｋＨｚの中長波帯の電磁波に共振する共振子が組み
込まれている。３は車両であり、そのフロントバンパー
には、ループアンテナである送信アンテナ４、および両
端と中央の３ヵ所に、フェライトバーアンテナである第
１受信アンテナ５、第２受信アンテナ６、第３受信アン
テナ７が設けられている。これらアンテナの設置場所は
フロントバンパーに限定されない。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment) FIG. 1 shows an infrastructure structure according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a road lane, which is divided into several lanes according to the width of the road. Reference numeral 2 denotes a marker that does not require a battery buried at equal intervals, for example, every 2 m, in the center of the road lane 1.
A resonator that resonates with an electromagnetic wave in the middle and long wave band of 00 kHz is incorporated. Reference numeral 3 denotes a vehicle, and the front bumper has a transmitting antenna 4 as a loop antenna, and a first receiving antenna 5, a second receiving antenna 6, and a third receiving antenna 7, which are ferrite bar antennas at both ends and at three places at the center. Is provided. The installation location of these antennas is not limited to the front bumper.
【００１１】図２（ａ）は本実施の形態における車速検
出装置の回路構成を示している。１１は送信アンプ、１
２は１本の送信アンテナ、１３は３本の受信アンテナで
ある。１４は受信アンプ、１５はミキサであり、それぞ
れ３本の受信アンテナ１３に対応できるように３台が設
置されている。１６は３入力のＡ／Ｄ変換器、１７はマ
イクロコンピュータ、１８はタイミングロジックであ
り、送信アンプ１１の送信タイミングおよびミキサ１５
の受信タイミングを制御する。FIG. 2A shows a circuit configuration of the vehicle speed detecting device according to the present embodiment. 11 is a transmitting amplifier, 1
Reference numeral 2 denotes one transmitting antenna, and 13 denotes three receiving antennas. Reference numeral 14 denotes a receiving amplifier, and 15 denotes a mixer, three of which are installed so as to be able to correspond to three receiving antennas 13, respectively. 16 is a three-input A / D converter, 17 is a microcomputer, 18 is timing logic, the transmission timing of the transmission amplifier 11 and the mixer 15
Control of the reception timing.
【００１２】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。マイクロコンピュータ１７の制御により、４ｍｓ間
隔、デューティ比５０％で中長波（１００〜５００ｋＨ
ｚ）の電磁波を送信アンプ１１、送信アンテナ１２から
発射する。その電磁波の包絡線を図２（ｂ）に示す。ル
ープアンテナである送信アンテナ１２から発射された中
長波の電磁波は、道路上のマーカ２に到達すると、マー
カ２に組み込まれた共振子（フェライトＬＣ共振子）が
共振し、マーカ２から電磁波が反射する。反射した電磁
波は、フェライトバーアンテナである受信アンテナ１３
に到達する。各受信アンテナで受信された電磁波は、受
信アンプ１４で増幅され、図３に示すように、ミキサ１
５で送信時のレベルをカットされ、受信レベルのみが取
り出される。この受信レベルの電圧をＡ／Ｄ変換器１６
でＡ／Ｄ変換して、マイクロコンピュータ１７に取り込
む。Next, the operation of this embodiment will be described. Under the control of the microcomputer 17, medium-long waves (100 to 500 kHz) at 4 ms intervals and a duty ratio of 50%
The electromagnetic wave z) is emitted from the transmission amplifier 11 and the transmission antenna 12. FIG. 2B shows the envelope of the electromagnetic wave. When the medium-long electromagnetic wave emitted from the transmitting antenna 12 as a loop antenna reaches the marker 2 on the road, the resonator (ferrite LC resonator) incorporated in the marker 2 resonates, and the electromagnetic wave is reflected from the marker 2 I do. The reflected electromagnetic wave is transmitted to the receiving antenna 13 which is a ferrite bar antenna.
To reach. The electromagnetic wave received by each receiving antenna is amplified by the receiving amplifier 14, and as shown in FIG.
In step 5, the transmission level is cut, and only the reception level is extracted. The voltage of the reception level is converted to an A / D converter 16.
A / D conversion is performed, and is taken into the microcomputer 17.
【００１３】図３に示すように、各アンテナがマーカに
近づいた時のみマーカから電磁波が反射されるので、そ
の包絡線が最大になった時がマーカを通過した時と考え
られ、最大と最大との間の時間が１つのマーカから次の
マーカを通過した時間であり、距離である。また、マー
カ間の予め決められた距離をこの時間で割った値が、こ
の時の走行速度すなわち車速ということになる。As shown in FIG. 3, since the electromagnetic wave is reflected from the marker only when each antenna approaches the marker, it is considered that the time when the envelope becomes maximum is the time when passing through the marker, and the maximum and maximum are reached. Is the time when one marker passes through the next marker, and is the distance. Further, a value obtained by dividing a predetermined distance between the markers by this time is the traveling speed, that is, the vehicle speed at this time.
【００１４】以上のように、本実施の形態によれば、道
路車線中央に、１００〜５００ｋＨｚの中長波の電磁波
に共振し反射するＬＣ共振子内蔵のマーカを等間隔に埋
設し、車両には、中長波の電磁波を送受信可能なアンテ
ナを組み込むことにより、アンテナで受信した電磁波の
受信レベルからマーカを精度よく検出できるため、走行
車両の走行距離および走行速度を精度よく検出すること
ができる。As described above, according to the present embodiment, markers with built-in LC resonators that resonate and reflect 100 to 500 kHz medium- to long-wave electromagnetic waves are buried at equal intervals in the center of the road lane. By incorporating an antenna capable of transmitting and receiving a medium-long electromagnetic wave, the marker can be accurately detected from the reception level of the electromagnetic wave received by the antenna, so that the traveling distance and traveling speed of the traveling vehicle can be accurately detected.
【００１５】なお、本実施の形態におけるレーンマーカ
システムが電磁波中長波共振反射方式を採用しているの
は以下の理由による。 （１）電磁波の到達距離が他の方式に比べて長く、車載
側機器、特にアンテナの取り付け位置の自由度が高い。 （２）マーカが電池を必要としないタイプでよく、道路
側のメンテナンス等のインフラ側としても扱いやすい。 （３）中長波であるため、悪環境に強く、マーカが冠水
したり、雪に埋もれても使用可能であり、性能低下がな
い。 （４）コスト的に最も安価なシステムを構築することが
できる。The reason why the lane marker system in the present embodiment employs the electromagnetic wave medium-long-wave resonance reflection method is as follows. (1) The reach of electromagnetic waves is longer than other methods, and the in-vehicle equipment, particularly the mounting position of the antenna, has a high degree of freedom. (2) The marker may be of a type that does not require a battery, and is easy to handle as an infrastructure side such as roadside maintenance. (3) Since it is a medium-long wave, it is resistant to bad environments, and can be used even if the marker is submerged or buried in snow, and there is no performance degradation. (4) The lowest cost system can be constructed.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明は、上記実施の形態から明らかな
ように、電磁波に共振する共振子が組み込まれたマーカ
を道路に一定間隔で埋設し、車両には、電磁波を送受信
可能なアンテナおよび車速検出装置を備えているので、
マーカを検出することにより走行車両の走行距離および
走行速度を精度よく検出することができる。これによ
り、本発明をアンチロックブレーキシステムに応用すれ
ば、スリップ率の計算精度がよくなり、ブレーキによる
制動距離を安定に短くすることができる。また、電子制
御サスペンションシステムに応用すれば、車速による姿
勢制御が精度よく行え、ナビゲーションシステムに応用
すれば、経路探索、目的地検索を精度よく行うことがで
きる。さらに、本発明におけるレーンマーカシステムを
利用することにより、ＩＴＳ（高度道路交通システム）
における種々のシステムを構築することができる。As is apparent from the above embodiment, the present invention embeds a marker in which a resonator that resonates with an electromagnetic wave is built in a road at regular intervals, and installs an antenna capable of transmitting and receiving an electromagnetic wave on a vehicle. Since it has a vehicle speed detection device,
By detecting the marker, the traveling distance and traveling speed of the traveling vehicle can be accurately detected. Thus, if the present invention is applied to an anti-lock brake system, the calculation accuracy of the slip ratio is improved, and the braking distance by the brake can be stably shortened. When applied to an electronically controlled suspension system, attitude control based on vehicle speed can be performed with high accuracy. When applied to a navigation system, route search and destination search can be performed with high accuracy. Furthermore, by using the lane marker system in the present invention, ITS (Intelligent Transport System)
Various systems can be constructed.
【図１】本発明の実施の形態におけるインフラ側の構成
を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration on an infrastructure side according to an embodiment of the present invention;
【図２】（ａ）本発明の実施の形態における回路構成を
示すブロック図 （ｂ）本発明の実施の形態における送受信電磁波のタイ
ミング波形図FIG. 2A is a block diagram illustrating a circuit configuration according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B is a timing waveform diagram of transmission / reception electromagnetic waves according to the embodiment of the present invention.
【図３】本実施の形態における受信電磁波のタイミング
波形図FIG. 3 is a timing waveform chart of a received electromagnetic wave in the present embodiment.
【図４】従来の車速センサの一例を示す概略構成図FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional vehicle speed sensor.
１ 道路車線 ２ マーカ ３ 車両 ４ 送信アンテナ ５、６、７ 受信アンテナ １１ 送信アンプ １２ 送信アンテナ １３ 受信アンテナ １４ 受信アンプ １５ ミキサ １６ Ａ／Ｄ変換器 １７ マイクロコンピュータ １８ タイミングロジック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road lane 2 Marker 3 Vehicle 4 Transmitting antenna 5, 6, 7 Receiving antenna 11 Transmitting amplifier 12 Transmitting antenna 13 Receiving antenna 14 Receiving amplifier 15 Mixer 16 A / D converter 17 Microcomputer 18 Timing logic
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 7/08 Ｈ０１Ｑ 7/08 15/14 15/14 Ｚ Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H01Q 7/08 H01Q 7/08 15/14 15/14 Z
Claims (5)
走行道路に向けて発射し、道路に一定間隔で埋設され、
電磁波に共振する共振子が組み込まれたマーカからの反
射電磁波を車両に設置されたアンテナで受信することに
よりマーカを検出し、予め決定されている前記マーカの
間隔から車両の走行距離およびまたは走行速度を算出す
ることを特徴とする車速検出方法。Claims: 1. An electromagnetic wave emitted from an antenna installed in a vehicle toward a traveling road is buried in the road at regular intervals,
A marker is detected by receiving a reflected electromagnetic wave from a marker incorporating a resonator that resonates with an electromagnetic wave with an antenna installed in the vehicle, and the traveling distance and / or traveling speed of the vehicle is determined based on a predetermined interval between the markers. Is calculated.
振する共振子が組み込まれたマーカと、車両に搭載され
て電磁波を送受信可能なアンテナおよび車速検出装置と
を含み、前記アンテナおよび車速検出装置により前記マ
ーカを検出するとともに、予め決定されている前記マー
カの間隔から車両の走行距離およびまたは走行速度を算
出することを特徴とする車速検出システム。2. A marker embedded in a road at regular intervals and incorporating a resonator that resonates with electromagnetic waves, an antenna mounted on a vehicle capable of transmitting and receiving electromagnetic waves, and a vehicle speed detecting device, wherein the antenna and the vehicle speed detecting device are provided. A vehicle speed detecting system, wherein the marker is detected by a device, and a traveling distance and / or a traveling speed of the vehicle is calculated from a predetermined interval between the markers.
めの手段と、受信した電磁波の電界レベルを検出する手
段と、検出された受信電界レベルの電圧をＡ／Ｄ変換す
る手段と、Ａ／Ｄ変換された電圧値を入力して所定の演
算を行う手段とを備えた請求項２記載の車速検出システ
ム。3. A vehicle speed detecting device comprising: means for transmitting and receiving an electromagnetic wave; means for detecting an electric field level of a received electromagnetic wave; means for A / D converting a voltage of the detected received electric field level; 3. The vehicle speed detection system according to claim 2, further comprising: means for inputting the D-converted voltage value and performing a predetermined calculation.
受信アンテナがフェライトバーアンテナであり、それぞ
れ車両のフロントバンパーまたはその近傍に組み込まれ
ていることを特徴とする請求項２または３記載の車速検
出システム。4. The transmitting antenna is a loop antenna,
4. The vehicle speed detecting system according to claim 2, wherein the receiving antenna is a ferrite bar antenna, and is incorporated in a front bumper of the vehicle or in the vicinity thereof.
ェライト共振子である請求項２から４のいずれかに記載
の車速検出システム。5. The vehicle speed detection system according to claim 2, wherein the marker resonator is a ferrite resonator that does not require a battery.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006523823A (en) * | 2002-12-31 | 2006-10-19 | カリプソー メディカル テクノロジーズ インコーポレイテッド | Device for finding the position of an implantable wireless marker |
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-
1999
- 1999-04-06 JP JP11098684A patent/JP2000292430A/en active Pending
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