JP2003288117A - Detecting method of burying error of magnetic marker - Google Patents
Detecting method of burying error of magnetic markerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、車両位置検出シ
ステムに使用される磁気式マーカの埋設誤差検出方式に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic marker embedding error detection method used in a vehicle position detection system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種センサ及びアクチュエータを搭載し
た車両と道路に配備された情報通信インフラが相互に連
携して実現することが可能な「自動運転システム」や
「車線逸脱防止システム」において、自車両の正確な位
置を検出する手段が必要となっている。このために、道
路の走行レーンに磁気式位置マーカを埋設し、車両に搭
載した磁気センサによって磁気式位置マーカによる磁束
の方向を検出して走行レーン内の車両位置を演算するこ
とが行われている。2. Description of the Related Art A vehicle equipped with various sensors and actuators and an information and communication infrastructure installed on a road can be realized in cooperation with each other in an "automatic driving system" and a "lane departure prevention system". There is a need for a means to detect the exact position of the. For this purpose, a magnetic position marker is embedded in the traveling lane of the road, and the magnetic sensor mounted on the vehicle detects the direction of the magnetic flux by the magnetic position marker to calculate the vehicle position in the traveling lane. There is.
【０００３】ところで、前記従来のものは、車両位置を
精度よく検出するためには埋設された磁気式マーカの位
置・傾斜角が所望の誤差範囲にあることが必要である
が、埋設されたままの磁気式マーカの位置・傾斜角を測
定する手段がこれまでなかったため、道路に埋設された
磁気式マーカの位置誤差・傾斜角に起因する車両位置検
出誤差が生ずるという問題点があった。By the way, in the conventional device, the position and inclination angle of the embedded magnetic marker must be within a desired error range in order to detect the vehicle position with high accuracy. Since there is no means for measuring the position / tilt angle of the magnetic marker, the vehicle position detection error is caused due to the position error / tilt angle of the magnetic marker buried in the road.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、前
記のような従来の問題点を解決し、道路に埋設された磁
気式マーカの位置・傾斜角を埋設されたままで測定し、
所望の埋設誤差範囲にあることを確認する手段を提供す
ることにより車両位置検出の性能を向上させることがで
きる磁気式マーカの埋設誤差検出方式を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems and measures the position and inclination angle of a magnetic marker buried in a road while it is buried,
It is an object of the present invention to provide a magnetic marker embedding error detection method capable of improving the performance of vehicle position detection by providing means for confirming that it is within a desired embedding error range.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、車両または道路上を移動
可能とした移動式測定装置に搭載された磁気センサアレ
イ、その出力の記録装置、磁気式マーカの比較基礎デー
タ記憶装置、比較基礎データと実測値及び車両または移
動式測定装置の移動経路情報から傾斜角と位置誤差を演
算する演算装置から構成され、路面下に埋設されている
磁気式マーカの上方を上記の車両または移動式測定装置
を通過させ、その近傍の磁束密度分布を測定し、これを
受けた演算装置は磁気式マーカの比較基礎データと車両
または移動式測定装置の移動経路から演算することによ
り埋設されている磁気式マーカの位置誤差、傾斜角を検
出し、これらの埋設誤差が許容範囲にあるかを判定する
ことを特徴とする。請求項２に記載の発明は、請求項１
において、磁気センサアレイを上下２段とし、マーカ傾
斜角が大きくなるに従って上下２段のセンサアレイの出
力から得られるピーク位置の差が大きくなることを誤差
検出の演算に使用することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a magnetic sensor array mounted on a mobile measuring device which can be moved on a vehicle or on a road, and recording of its output. It is composed of a device, a comparison basic data storage device for magnetic markers, a calculation device that calculates the inclination angle and the position error from the comparison basic data and the actual measurement value and the moving route information of the vehicle or the mobile measuring device, and is embedded under the road surface. The above-mentioned vehicle or mobile measuring device is passed over the existing magnetic marker, the magnetic flux density distribution in the vicinity thereof is measured, and the computing device that receives the measurement is the comparison basic data of the magnetic marker and the vehicle or mobile measuring device. It is characterized in that the position error and the tilt angle of the embedded magnetic marker are detected by calculating from the movement path of (1), and whether these embedded errors are within the allowable range. The invention described in claim 2 is claim 1
In the above, the magnetic sensor array has two upper and lower stages, and the difference in the peak positions obtained from the outputs of the upper and lower two-stage sensor arrays increases as the marker inclination angle increases. .
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、こ
の実施の形態は、車両または道路上を移動可能とした移
動式測定装置に搭載された磁気センサアレイ、その出力
の記憶装置、磁気式マーカの比較基礎データ記憶装置、
比較基礎データと磁気センサアレイの実測値及び車両ま
たは移動式測定装置の移動経路情報から傾斜角と位置誤
差を演算する演算装置から構成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in this embodiment, a magnetic sensor array mounted on a mobile measuring device that can move on a vehicle or on a road, a storage device for its output, a comparative basic data storage device for magnetic markers,
It is composed of a computing device that computes the tilt angle and the position error from the comparison basic data, the actual measurement value of the magnetic sensor array, and the travel route information of the vehicle or the mobile measuring device.
【０００７】図１（ａ）に示すように路面下に埋設され
ている磁気式マーカ１の上方を磁気センサアレイ２を搭
載した車両または移動式測定装置を通過させ、その近傍
の磁束密度分布を磁気センサアレイ２によって測定し、
これを受けた演算装置は埋設前に測定してある磁気式マ
ーカの比較基礎データと車両または移動式測定装置の移
動経路から演算することにより埋設時の位置誤差、傾斜
誤差を検出し、埋設誤差が許容範囲にあるかを判定す
る。図1（ｂ）は実施の形態のブロック図であり、演算
装置が磁気センサアレイの出力である磁束密度分布とあ
らかじめ測定してある磁気式マーカの比較基礎データと
車両または移動式測定装置の移動経路情報からマーカの
傾斜角と位置誤差を演算することを示している。As shown in FIG. 1 (a), a vehicle equipped with a magnetic sensor array 2 or a mobile measuring device is passed over a magnetic marker 1 which is buried under the road surface, and the magnetic flux density distribution in the vicinity thereof is measured. Measured by the magnetic sensor array 2,
Upon receiving this, the computing device detects the position error and tilt error at the time of burial by calculating from the comparative basic data of the magnetic marker measured before burial and the moving route of the vehicle or mobile measuring device, Is within the allowable range. FIG. 1 (b) is a block diagram of the embodiment, in which the arithmetic device compares the magnetic flux density distribution output from the magnetic sensor array with the magnetic marker that has been measured in advance, and the basic data and the movement of the vehicle or the mobile measuring device. It shows that the tilt angle and the position error of the marker are calculated from the route information.
【０００８】図２はマーカの傾斜角と磁束密度分布の非
対称性の説明図である。理想的には磁気式マーカの磁束
は道路に対して垂直方向であるのが望ましいが、マーカ
が傾斜している場合の磁束密度分布図は図２のように非
対称性を示す。磁束密度のピーク位置から車両幅方向左
右にΔＬ離れた位置の磁束密度をBz-、Bz+とすると、マ
ーカが垂直方向であれば磁束密度分布は対象でありそれ
らの値は等しいが、傾斜角が大きくなるに従って非対称
となりそれらの差「レベル差」が大きくなる。また、図
３に示すようにマーカが傾斜していいる場合には磁気セ
ンサアレイによって測定された磁束密度分布のピーク位
置もマーカ傾斜角に従ってずれてくる。正規の角度のマ
ーカによる磁束密度分布のピーク位置から、マーカ傾斜
による磁束密度分布ピーク位置のずれを「ピーク位置ず
れ」とし、磁気マーカの基礎データとして測定しておき
埋設誤差検出の演算に使用する。FIG. 2 is an explanatory view of the asymmetry of the inclination angle of the marker and the magnetic flux density distribution. Ideally, the magnetic flux of the magnetic marker is preferably perpendicular to the road, but the magnetic flux density distribution map when the marker is inclined shows asymmetry as shown in FIG. Assuming that the magnetic flux densities ΔL away from the peak position of the magnetic flux density to the left and right in the vehicle width direction are Bz- and Bz +, if the marker is in the vertical direction, the magnetic flux density distribution is the target and their values are equal, but the inclination angle is As it becomes larger, the asymmetry becomes larger and the difference "level difference" between them becomes larger. Further, when the marker is inclined as shown in FIG. 3, the peak position of the magnetic flux density distribution measured by the magnetic sensor array also shifts according to the marker inclination angle. The deviation of the peak position of the magnetic flux density distribution due to the marker inclination from the peak position of the magnetic flux density distribution due to the marker at the regular angle is defined as "peak position deviation", and it is measured as the basic data of the magnetic marker and used for the calculation of the embedded error detection. .
【０００９】図４から図７は、それぞれマーカの傾斜角
０°、３°、５°、１０°における磁束密度分布図の例
である。道路に埋設するものと同等の磁気マーカを用
い、道路上で実測する磁気センサアレイの測定高さと同
じ高さで測定して比較基礎データをとることを目的とし
ている。この例では測定高さは１６５ｃｍ、測定位置は
±１５ｃｍの範囲で１３個所を測定し、測定データを近
似した多項式を求めている。ここで「レベル差比率」、
「離間距離」を図２のBz-、Bz+、ΔＬを用いて次のよう
に定義する。FIG. 4 to FIG. 7 are examples of magnetic flux density distribution charts at marker inclination angles of 0 °, 3 °, 5 °, and 10 °, respectively. The purpose is to obtain comparative basic data by using a magnetic marker equivalent to one embedded in a road and measuring at the same height as the magnetic sensor array actually measured on the road. In this example, the measurement height is 165 cm, and the measurement position is ± 15 cm, and 13 positions are measured to obtain a polynomial that approximates the measurement data. Where "level difference ratio",
The “separation distance” is defined as follows using Bz−, Bz +, and ΔL in FIG.
【００１０】レベル差比率（％） ＝ （（Bz-）−（B
z+））／（Bz+）×１００
離間距離 ＝ ２ × ΔＬLevel difference ratio (%) = ((Bz-)-(B
z +)) / (Bz +) × 100 Separation distance = 2 × ΔL
【００１１】図４から図７で得られた近似多項式から、
それぞれの「マーカ傾斜角」に対する「レベル差比率」
と「離間距離」との関係を図８（ａ）に示す。このう
ち、一例として「離間距離」200mmのときの「マーカ傾
斜角」と「レベル差比率」の関係を表すと図８（ｂ）の
ようになる。図８（ｂ）においては「マーカ傾斜角」が
０°のときに「レベル差比率」が０となるように並行シ
フトにより補正している。同様に、図４から図７で得ら
れた近似多項式からそれぞれの「マーカ傾斜角」とその
磁束密度分布の「ピーク位置」の関係を図９に示す。ま
た、「マーカ傾斜角」が０°のときに０となるように並
行シフトすると、「ピーク位置ずれ」を示している。From the approximate polynomials obtained in FIGS. 4 to 7,
"Level difference ratio" for each "marker tilt angle"
8A shows the relationship between the distance and the “separation distance”. Of these, as an example, the relationship between the “marker inclination angle” and the “level difference ratio” when the “separation distance” is 200 mm is shown in FIG. 8B. In FIG. 8B, the “level difference ratio” is corrected by parallel shift so that the “level difference ratio” becomes 0 when the “marker inclination angle” is 0 °. Similarly, FIG. 9 shows the relationship between each “marker inclination angle” and the “peak position” of the magnetic flux density distribution from the approximate polynomials obtained in FIGS. 4 to 7. Further, when the "marker tilt angle" is 0 ° and the shift is performed in parallel so as to be 0, "peak position shift" is shown.
【００１２】これらの図８（b）と図９を「比較基礎デ
ータ」として使用し、道路内に埋設された磁気マーカの
傾斜角と位置を測定することができる。By using these FIG. 8 (b) and FIG. 9 as "comparison basic data", the inclination angle and the position of the magnetic marker embedded in the road can be measured.
【００１３】図１０は実施の形態による測定データと外
乱補正の説明図である。図１０（ａ）は測定データと外
乱補正の表であり、マーカ位置付近の測定位置７ヵ所の
データとマーカによる磁界の小さい左右２ヵ所のデータ
を含んでいる。一般的な場所では地磁気や送電線などの
環境により磁気外乱を受けている。この影響を少なくす
るために磁気センサアレイの左右２ヵ所は磁気マーカに
よる磁界が小さくなるよう離れた場所にとり、外乱補正
をする必要がある。左右の中間では外乱による磁界がリ
ニアに変化するとし、かつ左右では磁気マーカによる磁
界が０となるように補正し、図１０（ａ）が得られた。
これをグラフにすると図１０（ｂ）のようになり、補正
後のデータを多項式近似する。この近似多項式から「ピ
ーク位置」、及びピーク位置から±１００ｍｍの位置の
磁束密度、すなわち「離間距離」２００ｍｍの磁束密度
を読み取る。FIG. 10 is an explanatory diagram of measurement data and disturbance correction according to the embodiment. FIG. 10A is a table of measurement data and disturbance correction, and includes data of 7 measurement positions near the marker position and data of 2 left and right positions where the magnetic field due to the marker is small. In a general place, magnetic disturbance is caused by the environment such as geomagnetism and power lines. In order to reduce this effect, it is necessary to set the two left and right positions of the magnetic sensor array at distant positions so that the magnetic field due to the magnetic marker becomes small, and to perform disturbance correction. It was assumed that the magnetic field due to the disturbance changed linearly in the middle between the left and right, and the magnetic field due to the magnetic marker was corrected to be 0 on the left and right, and FIG. 10A was obtained.
A graph of this is shown in FIG. 10B, and the corrected data is approximated by a polynomial. From this approximate polynomial, the magnetic flux density at the “peak position” and at a position of ± 100 mm from the peak position, that is, the magnetic flux density at the “separation distance” of 200 mm is read.
【００１４】図１１においてこれらの結果から「レベル
差比率」８．５３％を計算し、図８（b）から「マーカ
傾斜角」５°を得る。この「マーカ傾斜角」５°を図９
に適用し、「マーカ傾斜によるピーク位置ずれ」−４．
８mmとなる。次に測定時の「ピーク位置」−６．６mmか
らマーカ傾斜分の−４．８mmを引いて当初の位置ずれが
−１．８mmであることが判る。すなわち、位置誤差・傾
斜誤差検出の演算結果が得られた。In FIG. 11, "level difference ratio" 8.53% is calculated from these results, and "marker inclination angle" 5 ° is obtained from FIG. 8 (b). This “marker tilt angle” of 5 ° is shown in FIG.
Applied to “peak position shift due to marker inclination” -4.
It will be 8 mm. Next, it is found that the initial position deviation is -1.8 mm by subtracting -4.8 mm for the marker inclination from "peak position" -6.6 mm at the time of measurement. That is, the calculation result of the position error / tilt error detection was obtained.
【００１５】他の実施の形態について図面を参照して説
明する。この実施の形態は、図１２に示すように、前記
実施の形態に対して磁気センサアレイを上下２段に使用
することで異なる。Another embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment differs from the above-mentioned embodiment in that the magnetic sensor arrays are used in two stages, upper and lower, as shown in FIG.
【００１６】このときは、図１３に示すように「マーカ
傾斜角」が大きくなるに従って上下２段のセンサアレイ
の出力から得られる「ピーク位置」の差が大きくなるこ
とを使用する。埋設するマーカと同等のマーカにより
「比較基礎データ」を作成しておき、測定・演算は前記
実施の形態と同様の手順で行い「マーカ傾斜角」、「ピ
ーク位置差」を求める。At this time, as shown in FIG. 13, the difference between the "peak positions" obtained from the outputs of the upper and lower two sensor arrays increases as the "marker inclination angle" increases. "Comparison basic data" is created using a marker equivalent to the embedded marker, and measurement / calculation is performed in the same procedure as in the above-described embodiment to obtain "marker inclination angle" and "peak position difference".
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２に記
載の発明によれば、磁気式マーカの位置誤差・傾斜角な
どを道路に埋設したままで検出する手段を提供すること
により、埋設誤差の大きい磁気マーカ、あるいは道路の
経年変化により誤差の増大した磁気マーカを検出し、交
換などの適切な手段を取れるようになるから道路に埋設
された磁気式マーカの位置誤差・傾斜角に起因する車両
位置検出誤差を所望の範囲以内に抑えることができると
いう優れた効果がある。As described above, according to the first and second aspects of the present invention, by providing the means for detecting the position error, the inclination angle, etc. of the magnetic marker while being buried in the road, It is possible to detect magnetic markers with large buried errors or magnetic markers with increased errors due to aging of the road, and take appropriate measures such as replacement. There is an excellent effect that the resulting vehicle position detection error can be suppressed within a desired range.
【図１】この発明の一実施の形態における説明図で、
（ａ）はセンサ配置と磁束密度分布図、（ｂ）は機能ブ
ロック図である。FIG. 1 is an explanatory diagram according to an embodiment of the present invention,
(A) is a sensor arrangement and a magnetic flux density distribution diagram, (b) is a functional block diagram.
【図２】マーカの傾斜角と磁束密度分布の非対称性の説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of asymmetry of a tilt angle of a marker and a magnetic flux density distribution.
【図３】マーカの傾斜角と磁束密度分布のピーク位置ず
れの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a tilt position of a marker and a peak position shift of a magnetic flux density distribution.
【図４】マーカの傾斜角０°における磁束密度分布図の
例を示す図面である。FIG. 4 is a drawing showing an example of a magnetic flux density distribution map at a marker inclination angle of 0 °.
【図５】マーカの傾斜角３°における磁束密度分布図の
例を示す図面である。FIG. 5 is a drawing showing an example of a magnetic flux density distribution diagram at a marker inclination angle of 3 °.
【図６】マーカの傾斜角５°における磁束密度分布図の
例を示す図面である。FIG. 6 is a drawing showing an example of a magnetic flux density distribution diagram at an inclination angle of 5 ° of a marker.
【図７】マーカの傾斜角１０°における磁束密度分布図
の例を示す図面である。FIG. 7 is a drawing showing an example of a magnetic flux density distribution map at an inclination angle of 10 ° of a marker.
【図８】マーカの傾斜角と測定離間距離とレベル差比率
の比較基礎データ例を示す図面であり、（ａ）は「マー
カ傾斜角」に対する「レベル差比率」と「離間距離」と
の関係、（ｂ）は「離間距離」200mmのときの「マーカ
傾斜角」と「レベル差比率」の関係を表す。FIG. 8 is a diagram showing an example of basic data for comparison between the inclination angle of the marker, the measured separation distance, and the level difference ratio, and FIG. 8A is a relationship between the “level difference ratio” and the “separation distance” with respect to the “marker inclination angle”. , (B) show the relationship between the "marker inclination angle" and the "level difference ratio" when the "separation distance" is 200 mm.
【図９】マーカの傾斜角とピーク位置ずれの比較基礎デ
ータ例を示す図面である。FIG. 9 is a view showing an example of comparison basic data of a tilt angle of a marker and a peak position shift.
【図１０】実施の形態による測定データと外乱補正の説
明図であり、（ａ）は表、（ｂ）はグラフである。FIG. 10 is an explanatory diagram of measurement data and disturbance correction according to the embodiment, (a) is a table, and (b) is a graph.
【図１１】位置誤差・傾斜誤差検出の演算結果を示す図
面である。FIG. 11 is a diagram showing a calculation result of position error / tilt error detection.
【図１２】他の実施の形態の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of another embodiment.
【図１３】マーカの傾斜角と測定高さによる磁束密度分
布のピーク位置差の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the peak position difference of the magnetic flux density distribution depending on the inclination angle of the marker and the measurement height.
Claims (2)
式測定装置に搭載された磁気センサアレイ、その出力の
記録装置、磁気式マーカの比較基礎データ記憶装置、比
較基礎データと実測値及び車両または移動式測定装置の
移動経路情報から傾斜角と位置誤差を演算する演算装置
から構成され、路面下に埋設されている磁気式マーカの
上方を上記の車両または移動式測定装置を通過させ、そ
の近傍の磁束密度分布を測定し、これを受けた演算装置
は磁気式マーカの比較基礎データと車両または移動式測
定装置の移動経路から演算することにより埋設されてい
る磁気式マーカの位置誤差、傾斜角を検出し、これらの
埋設誤差が許容範囲にあるかを判定することを特徴とす
る磁気式マーカの埋設誤差検出方式。1. A magnetic sensor array mounted on a vehicle or a mobile measuring device that can be moved on a road, a recording device of its output, a comparative basic data storage device for magnetic markers, comparative basic data and measured values, and a vehicle. Or it is composed of a computing device that computes the tilt angle and the position error from the moving route information of the mobile measuring device, and passes the vehicle or the mobile measuring device above the magnetic marker embedded under the road surface, The magnetic flux density distribution in the vicinity is measured, and the calculation device that receives it calculates the relative basic data of the magnetic marker and the moving path of the vehicle or mobile measuring device to calculate the position error and inclination of the embedded magnetic marker. An embedding error detection method for a magnetic marker, which detects corners and determines whether these embedding errors are within an allowable range.
カ傾斜角が大きくなるに従って上下２段のセンサアレイ
の出力から得られるピーク位置の差が大きくなることを
誤差検出の演算に使用する請求項１記載の磁気式マーカ
の埋設誤差検出方式。2. The magnetic sensor array has two upper and lower stages, and the difference in the peak positions obtained from the outputs of the upper and lower two-stage sensor arrays increases as the marker inclination angle increases. The method of detecting an embedded error of the magnetic marker according to 1.
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