JP2021012702A - 車両用システム及び進路推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
車両が走行する路面に間隔を設けて配設された2つの磁気マーカに対する横ずれ量の差分を利用し、当該2つの磁気マーカの位置を結ぶ線分方向に対する車両の進行方向の偏差を推定する進路推定手段と、を備える。
また、本発明に係る進路推定方法によれば、前記走行路の経路方向に沿って配設された2つの磁気マーカを利用することで、該経路方向に対する車両の進行方向の偏差を推定できる。
前記進路推定手段は、前記2つの磁気マーカと同じ間隔を空けて離隔する2つの横ずれ量計測手段のうちの前側の横ずれ量計測手段が当該2つの磁気マーカのうち車両の進行側に位置する一方の磁気マーカについて計測した横ずれ量と、後ろ側の横ずれ量計測手段が他方の磁気マーカについて計測した横ずれ量と、の差分を利用して前記進行方向の偏差を推定すると良い。
この場合には、前記2つの磁気マーカの位置を結ぶ線分方向が前記走行路の経路方向に一致するため、前記走行路の経路方向に対する車両の進行方向の偏差を推定できるようになる。
低い車速域では、車両の操舵輪の操舵角が大きくなり、比較的短い距離で車両の進行方向が変化する一方、高い車速域では、操舵角が小さくなり、車両の進行方向が変化するのに比較的長い距離を要する傾向にある。したがって、車両の進行方向が一定とみなすことが出来る距離は、車速が低いほど短く、車速が高いほど長くなる傾向にある。
前記横ずれ量、前記偏差及び車速を利用して前記車線から車両が逸脱するまでの時間及び距離のうちの少なくともいずれか一方を予測する予測手段と、当該予測手段が予測する時間あるいは距離に応じて警報を発する警報手段と、を備える車両用システムであっても良い。
前記横ずれ量及び前記偏差を利用して自車を基準とした3次元的な道路構造を推定する手段を備える車両用システムであっても良い。
例えば車線の方向に対して車両の進行方向が一致しており前記偏差がゼロ近くである場合には、車線に沿って走行している可能性が高くなる。この場合には、例えば車両の操舵角から予測される車両の進路が車線と一致するものと推測でき、この車線を基準として、ガードレールや標識等が存在する路側や、対向車線等の道路構造の推定が可能になる。
磁気マーカの位置に誤差があると前記走行路の経路方向に対する前記線分方向の偏差が大きくなる可能性があり、前記線分方向に対する車両の進行方向の偏差に基づいて、車両が走行路に沿って走行しているか否か判断し難くなる。車両側で、前記経路方向に対する線分方向の偏差を特定できれば、磁気マーカの位置的な誤差に関わらず、前記走行路の経路方向に対する前記車両の進行方向の偏差を精度高く推定できる。
前記磁気マーカの絶対位置を取得することにより、前記車両の進行方向の偏差を推定した時点の車両の絶対位置を特定することも良い。
(実施例1)
本例は、道路に敷設された磁気マーカ10を利用して車両5の進行方向を推定するための車両用システム1に関する例である。この内容について、図1〜図15を用いて説明する。
センサユニット11は、図1〜図3のごとく、車両5の底面に当たる車体フロア50に取り付けられるユニットである。センサユニット11は、例えば、フロントバンパーの内側付近に取り付けられる。例えばセダンタイプの車両5の場合、路面100Sを基準とした取付け高さが約200mmとなっている。
検出処理回路110は、磁気マーカ10を検出するためのマーカ検出処理などの各種の演算処理を実行する演算回路である。この検出処理回路110は、各種の演算を実行するCPU(central processing unit)のほか、ROM(read only memory)やRAM(random access memory)などのメモリ素子等を含む電子回路である。
(a)期間設定手段:センサユニット11が1つ目の磁気マーカ10を検出したとき、2つ目の磁気マーカ10を検出できる時点を予測し、その検出できる時点を含む時間的な期間を検出期間として設定する手段。
(b)横ずれ量差分手段:車線100に沿って敷設された2つの磁気マーカ10に対する横ずれ量の差分を演算する手段。
(c)進路推定手段:2つの磁気マーカ10に対する横ずれ量の差分から車線方向に対する車両5の進行方向の偏差である進路ずれ角を特定し、これにより車両5の進行方向を推定する。
(1)マーカ検出処理
センサユニット11は、制御ユニット12による制御により3kHzの周期でマーカ検出処理を実行する。センサユニット11は、マーカ検出処理の実行周期(p1〜p7)毎に、15個の磁気センサCnのセンサ信号が表す磁気計測値をサンプリングして車幅方向の磁気分布を得る(図5参照。)。この車幅方向の磁気分布のうちのピーク値は、同図のごとく、磁気マーカ10を通過するときに最大となる(図5中のp4の周期)。
車両用システム1の全体動作について、主に制御ユニット12を主体として、図8のフロー図を用いて説明する。
制御ユニット12は、磁気マーカ10を検出するまで、センサユニット11に上記のマーカ検出処理を繰り返し実行させる(S101、第1の検出ステップ→S102:NO)。制御ユニット12は、センサユニット11から磁気マーカ10を検出した旨の入力を受けたとき(S102:YES)、センサユニット11に新たなマーカ検出処理を実行させる時間的な期間である検出期間を設定する(S103、期間設定ステップ)。
制御ユニット12が実行する進路推定処理(図8中のステップS106)は、図10のごとく、センサユニット11が2つの磁気マーカ10を通過したときに計測された横ずれ量の差分を演算するステップ(S201)と、2つの磁気マーカ10の位置を結ぶ線分方向に対する進行方向の偏差である進路ずれ角Rfを演算するステップ(S202)と、を含む処理である。2つの磁気マーカ10は、車線100の経路方向である車線方向に沿うように車線100の中央に敷設されているため、上記の線分方向は車線方向を表すことになる。
本例は、実施例1の車両用システム1に基づいて、車両5の前後に設けたセンサユニット11を利用して進路ずれ角Rfを演算する例である。この内容について、図16を参照して説明する。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例は、実施例1の車両用システム1に基づいて、道路構造を推定する機能を追加した例である。この内容について、図17〜図19を参照して説明する。
例えば直線路に沿って車両5が走行する場合、車載カメラが取得する撮像画像551中の道路構造では、図17のごとく、車線、道路、左右のレーンマーク、ガードレール等が遠方で消失する消失点Vpが画面の中心に位置する。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例は、実施例1の車両用システム1に、車線の逸脱警報の機能を追加した例である。
この内容について、図20を参照して説明する。
図20は、車線幅がWrであって、中央に沿って磁気マーカ10が配列された車線100上の車両5(車幅Wc)が、速度V(m/秒)、進路ずれ角Rfで車線100を斜行する走行状況を例示している。なお、同図は、車両5が走行する平面を俯瞰する図となっており、水平方向に車幅方向が規定され、鉛直方向に前進方向が規定されている。また、同図では、2つ目の磁気マーカ10のみを図中に示し、1つ目を含め磁気マーカ10の図示を省略している。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例は、実施例1の車両用システムに基づいて、車両の走行路の経路方向に対する車両の進行方向の偏差を推定可能に構成した例である。
走行路における磁気マーカの敷設位置には誤差があり、必ずしも走行路の経路方向に対して、隣り合う磁気マーカの位置を結ぶ線分方向が一致しているとは限らない。この一致精度を高めようとすると磁気マーカの敷設コストの上昇を伴うおそれがある。そこで、磁気マーカの敷設位置の誤差をある程度許容しながら走行路の経路方向に対する車両の進行方向の偏差を精度高く推定する技術が求められている。
実施例1では、前記線分方向に対する車両の進行方向の第1の偏差を表す横ずれ角Rfを推定している。本例では、走行路の経路方向に対する前記線分方向の第2の偏差を特定し、この第2の偏差と上記の第1の偏差とに基づいて、走行路の経路方向に対する車両の進行方向の第3の偏差の推定を可能としている。
(1)走行路の中心からの各磁気マーカの車幅方向のずれの情報を含む地図情報を記憶する地図データベースを設け、検出した磁気マーカのずれの情報を地図データベースから取得し、走行路の経路方向に対する2つの磁気マーカの位置を結ぶ線分方向の偏差(第2の偏差)を特定する構成。
その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例は、実施例1の車両用システムに基づいて、車両の進行方向の偏差を推定した時点の車両の絶対位置を特定可能としたシステムの例である。
本例の車両用システムでは、磁気マーカの絶対位置を表す情報を地図データベースから取得可能であり、検出した磁気マーカの絶対位置から車両の絶対位置を特定可能である。地図データベースとしては、車両に搭載された記憶媒体に格納された地図データベースであっても良く、インターネット等を介して接続可能なサーバ装置の記憶媒体に格納された地図データベースであっても良い。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
10 磁気マーカ
100 車線
11 センサユニット(横ずれ量計測手段)
110 検出処理回路
12 制御ユニット(進路推定手段)
21 MI素子
5 車両
Claims (9)
- 磁気マーカに対する車両の車幅方向の位置的な偏差である横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両が走行する路面に間隔を設けて配設された2つの磁気マーカに対する横ずれ量の差分を利用し、当該2つの磁気マーカの位置を結ぶ線分方向に対する車両の進行方向の偏差を推定する進路推定手段と、を備え、
前記進路推定手段は、車両の移動に応じて一の横ずれ量計測手段によって前記2つの磁気マーカに対する横ずれ量が時間的に前後して計測された場合に、当該2つの磁気マーカのうちの一方について計測した横ずれ量と、当該2つの磁気マーカのうちの他方について計測した横ずれ量と、の差分を利用して前記進行方向の偏差を推定する車両用システム。 - 請求項1において、車両が走行する走行路の経路方向に対する前記線分方向の偏差を特定可能な情報を取得し、この情報を利用して特定した前記経路方向に対する線分方向の偏差と、前記線分方向に対する車両の進行方向の偏差と、に基づいて前記走行路の経路方向に対する前記車両の進行方向の偏差を推定する車両用システム。
- 請求項1または2において、前記2つの磁気マーカは、車両が走行する走行路の経路方向に沿って配設されている車両用システム。
- 請求項1〜3のいずれか1項において、前記磁気マーカは、車両が走行する区分である車線に沿って配設され、
前記横ずれ量、前記偏差及び車速を利用して前記車線から車両が逸脱するまでの時間及び距離のうちの少なくともいずれか一方を予測する予測手段と、当該予測手段が予測する時間あるいは距離に応じて警報を発する警報手段と、を備える車両用システム。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、前記磁気マーカは、車両が走行する区分である車線に沿って配設され、
前記横ずれ量及び前記偏差を利用して自車を基準とした3次元的な道路構造を推定する手段を備える車両用システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項において、前記磁気マーカの絶対位置を取得することにより、前記車両の進行方向の偏差を推定した時点の車両の絶対位置を特定する車両用システム。
- 車両が走行する路面に間隔を設けて配設された磁気マーカに対する車両の車幅方向の位置的な偏差である横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段を備える車両の進路推定方法であって、
車両が走行する路面に間隔を設けて配設された2つの磁気マーカに対する横ずれ量をそれぞれ計測する処理と、
当該2つの磁気マーカに対する横ずれ量の差分を利用して当該2つの磁気マーカの位置を結ぶ線分方向に対する車両の進行方向の偏差を推定する処理と、を含み、
車両の移動に応じて一の横ずれ量計測手段によって前記2つの磁気マーカに対する横ずれ量が時間的に前後して計測された場合に、当該2つの磁気マーカのうちの一方について計測した横ずれ量と、当該2つの磁気マーカのうちの他方について計測した横ずれ量と、の差分を利用して前記進行方向の偏差を推定する進路推定方法。 - 請求項7において、車両が走行する走行路の経路方向に対する前記線分方向の偏差を特定可能な情報を取得し、この情報を利用して特定した前記経路方向に対する線分方向の偏差と、前記線分方向に対する車両の進行方向の偏差と、に基づいて前記走行路の経路方向に対する前記車両の進行方向の偏差を推定する進路推定方法。
- 請求項7または8において、前記2つの磁気マーカは、車両が走行する走行路の経路方向に沿って配設されている進路推定方法。
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WO2022270507A1 (ja) * | 2021-06-25 | 2022-12-29 | 愛知製鋼株式会社 | 磁気マーカの検出方法及び検出システム |
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