JP3224374B2 - 磁気式レーンマーカを用いる車両の位置検出装置、ならびに位置検出方法 - Google Patents
磁気式レーンマーカを用いる車両の位置検出装置、ならびに位置検出方法Info
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Landscapes
- Navigation (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵制御や
駆動制御に用いられる磁気式の車両横位置検出方法、な
らびにそのための装置に関するものである。
駆動制御に用いられる磁気式の車両横位置検出方法、な
らびにそのための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気式の横位置車両検出方法なら
びに装置に関しては、工場内を走行する無人搬送車に用
いられているものが広く知られており、また最近では、
高度道路情報システムの開発の一環として、道路上を走
行する一般の乗用車などの操縦支援を目的としたもの
が、種々提案されている。前者の例としては、たとえば
特開平1−282615号公報、実公平4−45041
号公報、特開平1−253007号公報、あるいは特開
平7−13621号公報が、挙げられる。また後者の例
としては、特開平11−125502号公報が、挙げら
れる。
びに装置に関しては、工場内を走行する無人搬送車に用
いられているものが広く知られており、また最近では、
高度道路情報システムの開発の一環として、道路上を走
行する一般の乗用車などの操縦支援を目的としたもの
が、種々提案されている。前者の例としては、たとえば
特開平1−282615号公報、実公平4−45041
号公報、特開平1−253007号公報、あるいは特開
平7−13621号公報が、挙げられる。また後者の例
としては、特開平11−125502号公報が、挙げら
れる。
【0003】上記各公報に開示された技術はいずれも、
磁性体を備えたレーンマーカを車両の走行経路に沿って
工場の床や道路の路面に埋め込み、この磁性体から発す
る磁気を車両に設けた磁気センサで検出し、この検出結
果に基づいて磁性体と車両との相対位置を演算などによ
って求めるものである。
磁性体を備えたレーンマーカを車両の走行経路に沿って
工場の床や道路の路面に埋め込み、この磁性体から発す
る磁気を車両に設けた磁気センサで検出し、この検出結
果に基づいて磁性体と車両との相対位置を演算などによ
って求めるものである。
【0004】その結果をもとに、車両の位置ならびに方
向が走行経路に対して適切であるか否かを判断し、必要
に応じて車両の駆動ならびに操舵を適切に制御して、車
両を自動的に走行経路に沿って安全に走行させようとす
るものである。
向が走行経路に対して適切であるか否かを判断し、必要
に応じて車両の駆動ならびに操舵を適切に制御して、車
両を自動的に走行経路に沿って安全に走行させようとす
るものである。
【0005】これらのうち最後の公報を除く4件に開示
された内容では、レーンマーカを走行経路に沿って1列
に埋設し、車両には複数の磁気センサを無人車の走行方
向に対して垂直な向きにアレイ状に並べたものを、配置
している。いずれの場合にも、車両に配置された磁気セ
ンサは、アレイ状の複数のセンサのうち、どのセンサが
レーンマーカの磁気を強く検出するかを監視して、無人
車の走行方向に対して垂直な向きにおける車両のレーン
マーカに対する相対位置を検出している。
された内容では、レーンマーカを走行経路に沿って1列
に埋設し、車両には複数の磁気センサを無人車の走行方
向に対して垂直な向きにアレイ状に並べたものを、配置
している。いずれの場合にも、車両に配置された磁気セ
ンサは、アレイ状の複数のセンサのうち、どのセンサが
レーンマーカの磁気を強く検出するかを監視して、無人
車の走行方向に対して垂直な向きにおける車両のレーン
マーカに対する相対位置を検出している。
【0006】最後の公報に開示された内容では、前4件
の公報と同様にレーンマーカを走行経路に沿って1列に
埋設し、車両に磁気センサをアレイ状に配列するが、磁
気センサはレーンマーカの磁気を鉛直方向成分と車両の
走行方向に対して直交する水平方向成分とに分けて検出
する機能を備えており、さらに車両には車高センサを備
えている。これにより、磁気センサからみたレーンマー
カの向きを鉛直方向成分と水平方向成分とのベクトル合
成によって求め、これと車高センサが検出したレーンマ
ーカからみた磁気センサの高さとから、磁気センサから
みたレーンマーカの位置を演算によって求め、レーンマ
ーカに対する車両の位置を算出している。
の公報と同様にレーンマーカを走行経路に沿って1列に
埋設し、車両に磁気センサをアレイ状に配列するが、磁
気センサはレーンマーカの磁気を鉛直方向成分と車両の
走行方向に対して直交する水平方向成分とに分けて検出
する機能を備えており、さらに車両には車高センサを備
えている。これにより、磁気センサからみたレーンマー
カの向きを鉛直方向成分と水平方向成分とのベクトル合
成によって求め、これと車高センサが検出したレーンマ
ーカからみた磁気センサの高さとから、磁気センサから
みたレーンマーカの位置を演算によって求め、レーンマ
ーカに対する車両の位置を算出している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図2は、レーンマーカ
から発せられる磁力線と、磁気センサによって検出され
る磁気ベクトルとの関連について、模式的に示したもの
である。図2においては、図の上下方向は鉛直方向を示
し、図の左右方向は車両の走行方向に垂直な水平方向を
示す。すなわち、車両の走行方向は図面を貫通する方向
となる。
から発せられる磁力線と、磁気センサによって検出され
る磁気ベクトルとの関連について、模式的に示したもの
である。図2においては、図の上下方向は鉛直方向を示
し、図の左右方向は車両の走行方向に垂直な水平方向を
示す。すなわち、車両の走行方向は図面を貫通する方向
となる。
【0008】図2に示すように、車両に搭載される磁気
センサが図にEで示した高さにある場合には、レーンマ
ーカ3の付近においては、磁気ベクトルV1あるいはV
2については、これら磁気ベクトルのほぼ延長線上に、
レーンマーカ3が存在する。
センサが図にEで示した高さにある場合には、レーンマ
ーカ3の付近においては、磁気ベクトルV1あるいはV
2については、これら磁気ベクトルのほぼ延長線上に、
レーンマーカ3が存在する。
【0009】しかし、磁気ベクトルV3ないしV6につ
いてみると、磁気ベクトルの延長線上から外れた位置
に、実際にはレーンマーカ3が存在する。換言すれば、
磁気ベクトルV3ないしV6は、レーンマーカ5の実際
の位置を正しく指し示していないことになる。この傾向
は、図面の左右方向、すなわち車両の走行方向に垂直な
水平方向にレーンマーカ3から離れるほど、顕著にな
る。この問題は、レーンマーカを設置する目的のひとつ
が車両の走行方向に垂直な水平方向における位置の計測
にあるため、無視できない問題である。
いてみると、磁気ベクトルの延長線上から外れた位置
に、実際にはレーンマーカ3が存在する。換言すれば、
磁気ベクトルV3ないしV6は、レーンマーカ5の実際
の位置を正しく指し示していないことになる。この傾向
は、図面の左右方向、すなわち車両の走行方向に垂直な
水平方向にレーンマーカ3から離れるほど、顕著にな
る。この問題は、レーンマーカを設置する目的のひとつ
が車両の走行方向に垂直な水平方向における位置の計測
にあるため、無視できない問題である。
【0010】この問題を回避するためには、車両に設け
られる磁気センサが、常にV1あるいはV2を検出でき
る位置、すなわちレーンマーカ3に近い位置に存在しな
ければならない。このためには、車両に磁気センサを搭
載するにあたり、車両の走行方向に垂直な水平方向に検
出範囲を広くしなければならない。
られる磁気センサが、常にV1あるいはV2を検出でき
る位置、すなわちレーンマーカ3に近い位置に存在しな
ければならない。このためには、車両に磁気センサを搭
載するにあたり、車両の走行方向に垂直な水平方向に検
出範囲を広くしなければならない。
【0011】このためには、車両に搭載するセンサの数
を増やさなければならない。このことは、工場内を走行
する無人車などへの適用ではさほど大きな問題とはなら
ないが、一般の乗用車などへの適用を考えると、コスト
面や信頼性の面で不利になる。
を増やさなければならない。このことは、工場内を走行
する無人車などへの適用ではさほど大きな問題とはなら
ないが、一般の乗用車などへの適用を考えると、コスト
面や信頼性の面で不利になる。
【0012】また、上記のうちたとえば特開平7−13
621号公報では、レーンマーカが2個ひと組となって
おり、必要なレーンマーカの数が多くなりがちである。
このことは工場内のように走行経路の総延長が短く限ら
れている場合にはさほど大きな問題とはならないが、高
速道路などのように走行経路の総延長が長い場合には、
レーンマーカの設置から保守までを考えると、大幅なコ
ストアップを招いてしまう。
621号公報では、レーンマーカが2個ひと組となって
おり、必要なレーンマーカの数が多くなりがちである。
このことは工場内のように走行経路の総延長が短く限ら
れている場合にはさほど大きな問題とはならないが、高
速道路などのように走行経路の総延長が長い場合には、
レーンマーカの設置から保守までを考えると、大幅なコ
ストアップを招いてしまう。
【0013】これに対して最後の公報に開示された内容
では、磁気センサはアレイ状ではなく、またレーンマー
カも2個ひと組ではないため、上記のような問題は回避
される。しかし、車高センサはセンサ自身と路面との距
離を測定するものであり、乗員数の多少による車高の変
化は正確に検出できても、レーンマーカの埋設深さの誤
差に対処することは、できない。
では、磁気センサはアレイ状ではなく、またレーンマー
カも2個ひと組ではないため、上記のような問題は回避
される。しかし、車高センサはセンサ自身と路面との距
離を測定するものであり、乗員数の多少による車高の変
化は正確に検出できても、レーンマーカの埋設深さの誤
差に対処することは、できない。
【0014】このため、レーンマーカの埋設深さにばら
つきがある場合にも、それを車高センサが相対的な車高
の変化としては検出できないため、車高を誤って検出す
ることになり、その結果として車両の横位置検出の精度
に悪影響を及ぼしてしまう。このことは、高速道路上を
走行する一般車両のように高速で走行する車両への応用
においては、高速ゆえに舵角のわずかな変化が短時間に
横位置を大幅に変化させることを考えると、影響の程度
によるとは言え本質的には看過できない問題である。
つきがある場合にも、それを車高センサが相対的な車高
の変化としては検出できないため、車高を誤って検出す
ることになり、その結果として車両の横位置検出の精度
に悪影響を及ぼしてしまう。このことは、高速道路上を
走行する一般車両のように高速で走行する車両への応用
においては、高速ゆえに舵角のわずかな変化が短時間に
横位置を大幅に変化させることを考えると、影響の程度
によるとは言え本質的には看過できない問題である。
【0015】かかる課題を解決し、比較的低コストの構
造で、しかも車両の横位置検出を高精度で行えるように
することが、本願発明が解決しようとする課題である。
造で、しかも車両の横位置検出を高精度で行えるように
することが、本願発明が解決しようとする課題である。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明においては、磁性体を備え、磁性体の近傍
においては鉛直方向に磁力線を有するように路面上に埋
設される磁気式レーンマーカと、車両に搭載されて磁気
式レーンマーカが発する車両の走行方向ならびに走行方
向に対して垂直な方向のそれぞれ路面に平行な成分を検
出する磁気方位センサと、磁気方位センサが検出した成
分と車両の走行距離から、磁気方位センサに対する磁気
式レーンマーカの相対位置を求める位置検出手段とを設
けたものであり、さらにレーンマーカが発する磁気のう
ちで車両の走行方向の成分が急激に極性を反転すること
を検出して、極性が反転した位置をレーンマーカの直上
もしくは真横とみなす手段と、その極性が反転した位置
から車両が走行した距離から、車両が隣接するレーンマ
ーカの中間点に到達したことを検出する補正タイミング
検出手段と、磁気方位センサが隣接するレーンマーカの
中間点に到達したときに磁気方位センサによって検出さ
れる磁気を地磁気とみなして、この地磁気の影響を排除
するように磁気の向きを補正する地磁気成分補正手段と
を、それぞれ設けたものである。
に、本願発明においては、磁性体を備え、磁性体の近傍
においては鉛直方向に磁力線を有するように路面上に埋
設される磁気式レーンマーカと、車両に搭載されて磁気
式レーンマーカが発する車両の走行方向ならびに走行方
向に対して垂直な方向のそれぞれ路面に平行な成分を検
出する磁気方位センサと、磁気方位センサが検出した成
分と車両の走行距離から、磁気方位センサに対する磁気
式レーンマーカの相対位置を求める位置検出手段とを設
けたものであり、さらにレーンマーカが発する磁気のう
ちで車両の走行方向の成分が急激に極性を反転すること
を検出して、極性が反転した位置をレーンマーカの直上
もしくは真横とみなす手段と、その極性が反転した位置
から車両が走行した距離から、車両が隣接するレーンマ
ーカの中間点に到達したことを検出する補正タイミング
検出手段と、磁気方位センサが隣接するレーンマーカの
中間点に到達したときに磁気方位センサによって検出さ
れる磁気を地磁気とみなして、この地磁気の影響を排除
するように磁気の向きを補正する地磁気成分補正手段と
を、それぞれ設けたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための好
適な一形態について、図面を適宜引用しつつ説明する。
図1に、本発明の実施形態の一例の概要を示す。図1は
車両の走行経路を示す平面図であり、図において1は道
路であり、2は道路1上の1車線を示す。3は磁気式の
レーンマーカである。レーンマーカ3は、道路1の表面
近くであって車線2の幅方向に関してほぼ中央の位置
に、車線2の延伸方向、すなわち車両の走行方向に沿っ
て等間隔に設置される。レーンマーカ3の設置間隔は、
好ましくは数メートル程度である。
適な一形態について、図面を適宜引用しつつ説明する。
図1に、本発明の実施形態の一例の概要を示す。図1は
車両の走行経路を示す平面図であり、図において1は道
路であり、2は道路1上の1車線を示す。3は磁気式の
レーンマーカである。レーンマーカ3は、道路1の表面
近くであって車線2の幅方向に関してほぼ中央の位置
に、車線2の延伸方向、すなわち車両の走行方向に沿っ
て等間隔に設置される。レーンマーカ3の設置間隔は、
好ましくは数メートル程度である。
【0018】4は車両であり、道路1上を車線2に沿っ
て走行しようとするものである。5は車両4に搭載され
た二次元の磁気方位センサであり、車両4の前後方向す
なわち図においては車線の延伸方向、ならびに車両4の
左右方向すなわち図においては車線の幅方向における磁
気成分を、それぞれ検出する機能を持つ。このような磁
気方位センサは、地磁気を利用した方位計や陰極線管の
地磁気補正などに、多く用いられている。このセンサの
構造の一例を、図11に示す。図において11はセンサ
部であり、互いに直交する向きに巻回された励磁用コイ
ル51eと、これら励磁用コイル51eと45の角度を
なす向きに互いに直交する向きに巻回された1対の検出
用コイル51xならびに51yとを、備えている。この
場合、検出用コイル51xならびに51yの巻線の軸方
向を、検出すべき磁気の方向と一致させるべきである。
励磁用コイル51eには、発振回路56から分周回路5
5を経て、励磁周波数f0の電圧が供給され、励磁用コ
イル51eの周囲に磁界を発生する。一方、検出用コイ
ル51xならびに51yの一方の端には、基準電圧発生
回路57から基準電圧が供給されるとともに、他方の端
は、位相検波回路52xならびに52yに、それぞれ接
続されている。また、位相検波回路52xならびに52
yには、上述の分周回路55から、励磁周波数f0の2倍
にあたる2f0の周波数の電圧が供給される。ここで、
センサ51が磁界の無い場所に置かれていると、検出用
コイル51xならびに51yから位相検波回路52xな
らびに52yに、励磁周波数f0の電圧と同じ周波数、
同じ位相の電圧が出力される。これらの電圧は、それぞ
れ位相検波回路52xならびに52yに供給されるが、
ここで検出用コイル51xならびに51yからの出力電
圧が分周回路55からの励磁周波数f0の電圧と等しい
位相であるため、位相検波回路52xならびに52yか
らは出力が発生しない。そのため、積分回路53xなら
びに53yにはいずれも入力信号が供給されず、その結
果直流電流増幅回路53xならびに53yからは、出力
が出ない。一方、センサ51が磁界中に置かれると、検
出用コイル51xならびに51yから出力する電圧の位
相が、磁界のうちそれぞれのコイルの軸方向の成分の強
さに応じて、変化する。この変化分が、位相検波回路5
2xならびに52yによって取り出されて、積分回路5
3xならびに53yに伝えられる。積分回路53xなら
びに53yでは、位相の変化分が電圧の大きさに変換さ
れて出力される。この電圧の大きさは、直流電流増幅回
路54xならびに54yにおいて適切な大きさの電流に
変換されて出力される。この直流電流増幅回路54xな
らびに54yの出力は、センサ51の位置における磁界
の大きさを、それぞれ検出用コイル51xならびに51
yの軸方向の成分について示す信号である6は車速セン
サであり、車両4の走行速度を検出する。7はやはり車
両4に搭載された制御部であり、この制御部7には磁気
センサ5によって検出された磁気成分、ならびに車速セ
ンサ6によって検出された車両4の走行速度が、それぞ
れ信号として伝えられる。
て走行しようとするものである。5は車両4に搭載され
た二次元の磁気方位センサであり、車両4の前後方向す
なわち図においては車線の延伸方向、ならびに車両4の
左右方向すなわち図においては車線の幅方向における磁
気成分を、それぞれ検出する機能を持つ。このような磁
気方位センサは、地磁気を利用した方位計や陰極線管の
地磁気補正などに、多く用いられている。このセンサの
構造の一例を、図11に示す。図において11はセンサ
部であり、互いに直交する向きに巻回された励磁用コイ
ル51eと、これら励磁用コイル51eと45の角度を
なす向きに互いに直交する向きに巻回された1対の検出
用コイル51xならびに51yとを、備えている。この
場合、検出用コイル51xならびに51yの巻線の軸方
向を、検出すべき磁気の方向と一致させるべきである。
励磁用コイル51eには、発振回路56から分周回路5
5を経て、励磁周波数f0の電圧が供給され、励磁用コ
イル51eの周囲に磁界を発生する。一方、検出用コイ
ル51xならびに51yの一方の端には、基準電圧発生
回路57から基準電圧が供給されるとともに、他方の端
は、位相検波回路52xならびに52yに、それぞれ接
続されている。また、位相検波回路52xならびに52
yには、上述の分周回路55から、励磁周波数f0の2倍
にあたる2f0の周波数の電圧が供給される。ここで、
センサ51が磁界の無い場所に置かれていると、検出用
コイル51xならびに51yから位相検波回路52xな
らびに52yに、励磁周波数f0の電圧と同じ周波数、
同じ位相の電圧が出力される。これらの電圧は、それぞ
れ位相検波回路52xならびに52yに供給されるが、
ここで検出用コイル51xならびに51yからの出力電
圧が分周回路55からの励磁周波数f0の電圧と等しい
位相であるため、位相検波回路52xならびに52yか
らは出力が発生しない。そのため、積分回路53xなら
びに53yにはいずれも入力信号が供給されず、その結
果直流電流増幅回路53xならびに53yからは、出力
が出ない。一方、センサ51が磁界中に置かれると、検
出用コイル51xならびに51yから出力する電圧の位
相が、磁界のうちそれぞれのコイルの軸方向の成分の強
さに応じて、変化する。この変化分が、位相検波回路5
2xならびに52yによって取り出されて、積分回路5
3xならびに53yに伝えられる。積分回路53xなら
びに53yでは、位相の変化分が電圧の大きさに変換さ
れて出力される。この電圧の大きさは、直流電流増幅回
路54xならびに54yにおいて適切な大きさの電流に
変換されて出力される。この直流電流増幅回路54xな
らびに54yの出力は、センサ51の位置における磁界
の大きさを、それぞれ検出用コイル51xならびに51
yの軸方向の成分について示す信号である6は車速セン
サであり、車両4の走行速度を検出する。7はやはり車
両4に搭載された制御部であり、この制御部7には磁気
センサ5によって検出された磁気成分、ならびに車速セ
ンサ6によって検出された車両4の走行速度が、それぞ
れ信号として伝えられる。
【0019】ここで、レーンマーカ3は、磁力線を鉛直
方向に発生するように、道路1の表面付近に設置され
る。このレーンマーカ3から、ある高さの水平面におけ
る磁力線分布のレーンマーカ3のN極の方向からみた状
態を、図3に示す。図3に示されるように、レーンマー
カ3からの磁気は水平面内において、放射状である。こ
のような磁力線分布は、たとえば円柱状の両底面を磁極
とするように着磁された永久磁石をレーンマーカ3に用
いることで、容易に実現可能である。この場合、かかる
永久磁石は、円柱状の形状の母線を鉛直方向に向けて設
置されるべきである。
方向に発生するように、道路1の表面付近に設置され
る。このレーンマーカ3から、ある高さの水平面におけ
る磁力線分布のレーンマーカ3のN極の方向からみた状
態を、図3に示す。図3に示されるように、レーンマー
カ3からの磁気は水平面内において、放射状である。こ
のような磁力線分布は、たとえば円柱状の両底面を磁極
とするように着磁された永久磁石をレーンマーカ3に用
いることで、容易に実現可能である。この場合、かかる
永久磁石は、円柱状の形状の母線を鉛直方向に向けて設
置されるべきである。
【0020】このような水平面上の磁力線の分布におい
ては、レーンマーカ3から等距離における任意の点にお
いては、この磁力線に基づく磁気ベクトルの水平成分
は、レーンマーカ3の位置から放射状であり、かつ同一
強度である。このため、レーンマーカ3に対する磁気セ
ンサ5の相対的な高さが変化しても、磁気ベクトルの大
きさは変化するものの向きは変化しない。これを利用し
て、レーンマーカ3の磁気を磁気センサ5が検出できる
範囲においては、磁気センサ5によってレーンマーカ3
が存在する向きを知ることが可能である。
ては、レーンマーカ3から等距離における任意の点にお
いては、この磁力線に基づく磁気ベクトルの水平成分
は、レーンマーカ3の位置から放射状であり、かつ同一
強度である。このため、レーンマーカ3に対する磁気セ
ンサ5の相対的な高さが変化しても、磁気ベクトルの大
きさは変化するものの向きは変化しない。これを利用し
て、レーンマーカ3の磁気を磁気センサ5が検出できる
範囲においては、磁気センサ5によってレーンマーカ3
が存在する向きを知ることが可能である。
【0021】一方、車両4に搭載された二次元の磁気セ
ンサ5、車速センサ6、ならびに制御部7の接続構成
を、図4に示す。図4において、8は磁気センサ駆動
部、9はインタフェース部、10はマイクロプロセッ
サ、11はメモリ、12は外部出力インタフェース部、
13は外部制御装置である。磁気センサ5は、車両4に
おいて、車両4が図1に示したレーンマーカ3の付近を
通過したときにレーンマーカ3の磁気を検出できるよう
な位置に、搭載されている。ここで、磁気センサ5の搭
載位置としては、車両下部の、いわゆるフロアパネルの
他、車両前端のバンパー部分など、種々の位置が考えら
れる。磁気センサ5は前述のように二次元の検出機能を
備えており、車両の前後方向と左右方向の磁気成分を、
それぞれ独立に検出できる。
ンサ5、車速センサ6、ならびに制御部7の接続構成
を、図4に示す。図4において、8は磁気センサ駆動
部、9はインタフェース部、10はマイクロプロセッ
サ、11はメモリ、12は外部出力インタフェース部、
13は外部制御装置である。磁気センサ5は、車両4に
おいて、車両4が図1に示したレーンマーカ3の付近を
通過したときにレーンマーカ3の磁気を検出できるよう
な位置に、搭載されている。ここで、磁気センサ5の搭
載位置としては、車両下部の、いわゆるフロアパネルの
他、車両前端のバンパー部分など、種々の位置が考えら
れる。磁気センサ5は前述のように二次元の検出機能を
備えており、車両の前後方向と左右方向の磁気成分を、
それぞれ独立に検出できる。
【0022】図4に示すように、磁気センサ5には磁気
センサ駆動部8が接続されている。この磁気センサ駆動
部8は、検出された磁気成分に応じた出力信号を磁気セ
ンサ5において生成するために必要な駆動電流を磁気セ
ンサ5に供給する一種の電源である。磁気センサ駆動部
8は、上述の図11における基準電圧発生回路57に電
力を供給する。また、車速センサ6は、車両4の走行速
度を検出して走行速度に応じた信号を出力するもので、
一般の乗用車などにもすでに多用されているものであ
る。
センサ駆動部8が接続されている。この磁気センサ駆動
部8は、検出された磁気成分に応じた出力信号を磁気セ
ンサ5において生成するために必要な駆動電流を磁気セ
ンサ5に供給する一種の電源である。磁気センサ駆動部
8は、上述の図11における基準電圧発生回路57に電
力を供給する。また、車速センサ6は、車両4の走行速
度を検出して走行速度に応じた信号を出力するもので、
一般の乗用車などにもすでに多用されているものであ
る。
【0023】磁気センサ5ならびに車速センサ6は、入
力インタフェース部9を介してそれぞれマイクロプロセ
ッサ10に接続されている。入力インタフェース部9
は、よく知られた構造のA/D変換回路で構成され、上
述の図11における直流電流増幅回路53xならびに5
3yからの出力を、それぞれマイクロプロセッサ10へ
の入力に適したディジタル信号に変換して、マイクロプ
ロセッサ10に向けて出力するものである。現在では、
入力インタフェース部9とマイクロプロセッサ10をひ
とつの集積回路に構成したものが、すでにさまざまな用
途に用いられ、その構成については当業者に周知の範囲
である。
力インタフェース部9を介してそれぞれマイクロプロセ
ッサ10に接続されている。入力インタフェース部9
は、よく知られた構造のA/D変換回路で構成され、上
述の図11における直流電流増幅回路53xならびに5
3yからの出力を、それぞれマイクロプロセッサ10へ
の入力に適したディジタル信号に変換して、マイクロプ
ロセッサ10に向けて出力するものである。現在では、
入力インタフェース部9とマイクロプロセッサ10をひ
とつの集積回路に構成したものが、すでにさまざまな用
途に用いられ、その構成については当業者に周知の範囲
である。
【0024】マイクロプロセッサ10は、入力インタフ
ェース部9を介して入力された磁気センサ5ならびに車
速センサ6からの出力信号をもとに、レーンマーカ3と
磁気センサ5との水平方向の相対位置を求め、この相対
位置に応じた信号を、出力するものである。この相対位
置を求める動作は、後述する演算によって行われる。マ
イクロプロセッサ10には、メモリ11ならびに外部出
力インタフェース部12が、それぞれ接続されている。
メモリ11は、マイクロプロセッサ10の演算に必要な
プログラム、入力インタフェース部9を介してディジタ
ル化されて入力された磁気センサ5ならびに車速センサ
6からの出力信号、演算途中のデータ、ならびに演算結
果の出力データを、それぞれ必要に応じて一時的に、も
しくは定常的に記憶する。外部出力インタフェース部1
2は、マイクロプロセッサ10による演算の結果を、外
部制御装置13に入力可能な形態の信号に変換する。
ェース部9を介して入力された磁気センサ5ならびに車
速センサ6からの出力信号をもとに、レーンマーカ3と
磁気センサ5との水平方向の相対位置を求め、この相対
位置に応じた信号を、出力するものである。この相対位
置を求める動作は、後述する演算によって行われる。マ
イクロプロセッサ10には、メモリ11ならびに外部出
力インタフェース部12が、それぞれ接続されている。
メモリ11は、マイクロプロセッサ10の演算に必要な
プログラム、入力インタフェース部9を介してディジタ
ル化されて入力された磁気センサ5ならびに車速センサ
6からの出力信号、演算途中のデータ、ならびに演算結
果の出力データを、それぞれ必要に応じて一時的に、も
しくは定常的に記憶する。外部出力インタフェース部1
2は、マイクロプロセッサ10による演算の結果を、外
部制御装置13に入力可能な形態の信号に変換する。
【0025】外部制御装置13は、外部出力インタフェ
ース部12を介して出力されたマイクロプロセッサ10
による演算の結果に基づいて、必要に応じて車両4の運
転者に対して注意を促す表示を行ったり、または車両4
自身に対して操舵や駆動の自動制御を行ったりする。
ース部12を介して出力されたマイクロプロセッサ10
による演算の結果に基づいて、必要に応じて車両4の運
転者に対して注意を促す表示を行ったり、または車両4
自身に対して操舵や駆動の自動制御を行ったりする。
【0026】次に、上記のシステムの動作について説明
する。ここでは、説明の便宜上、まず地磁気の影響を考
慮しない場合について説明し、次いで、地磁気を補正す
る場合について説明する。図5に、磁気センサによるレ
ーンマーカ位置検出の原理を示す。図5において、図5
には示されない車両4は、点Aから点Bに向かって破線
の向きに走行する。点Aを車両の現在位置とする。点B
はXZ平面上の点とする。実際には、磁気センサ5によ
って検出される磁気のY軸成分VYの時間的変化が極大
になる点として検出可能である。
する。ここでは、説明の便宜上、まず地磁気の影響を考
慮しない場合について説明し、次いで、地磁気を補正す
る場合について説明する。図5に、磁気センサによるレ
ーンマーカ位置検出の原理を示す。図5において、図5
には示されない車両4は、点Aから点Bに向かって破線
の向きに走行する。点Aを車両の現在位置とする。点B
はXZ平面上の点とする。実際には、磁気センサ5によ
って検出される磁気のY軸成分VYの時間的変化が極大
になる点として検出可能である。
【0027】水平面内において車両の走行方向をY方向
とし、Y軸に垂直な水平面内の方向をX軸方向とする。
点Bはレーンマーカ3からみてX軸方向に距離LXだけ
隔たった点にあるものとする。点Aと点Bとは、Y方向
に距離LYだけ隔たっているものとする。ここで、車両
4に搭載された図6には示されない磁気センサ5は、レ
ーンマーカ3から発する図示しない磁気ベクトルの水平
方向成分VHの、X軸成分VXとY軸成分VYとを、それ
ぞれ検出する。ここで、図から明らかなように、
とし、Y軸に垂直な水平面内の方向をX軸方向とする。
点Bはレーンマーカ3からみてX軸方向に距離LXだけ
隔たった点にあるものとする。点Aと点Bとは、Y方向
に距離LYだけ隔たっているものとする。ここで、車両
4に搭載された図6には示されない磁気センサ5は、レ
ーンマーカ3から発する図示しない磁気ベクトルの水平
方向成分VHの、X軸成分VXとY軸成分VYとを、それ
ぞれ検出する。ここで、図から明らかなように、
【0028】 |(VX)|:|(VY)|=(LX):(LY) なる比例関係が存在する。これを別の形式で表現する
と、
と、
【0029】 |(VX)|/|(VY)|=(LX)/(LY) となる。これをさらに直せば、
【0030】 (LX)={|(VX)|/|(VY)|}×(LY) となる。すなわち、磁気センサ5によって検出された磁
気ベクトルの成分VXならびにVYに加えて、距離LYを
知れば、これらの値を上記にあてはめることにより、容
易にLXの値を求めることができ、車両4がレーンマー
カ3からどの程度離れているか、換言すれば車両の横位
置がどうであるかを、求めることができる。すなわち、
このLXの値を零に近づけるように駆動制御や操舵制御
を常に行うことによって、車両4をレーンマーカ3に沿
って安全に走行させることができる。そのためには、|
(VX)|/|(VY)|の値をできる限り小さくするよ
うに、制御を行えばよいことになる。
気ベクトルの成分VXならびにVYに加えて、距離LYを
知れば、これらの値を上記にあてはめることにより、容
易にLXの値を求めることができ、車両4がレーンマー
カ3からどの程度離れているか、換言すれば車両の横位
置がどうであるかを、求めることができる。すなわち、
このLXの値を零に近づけるように駆動制御や操舵制御
を常に行うことによって、車両4をレーンマーカ3に沿
って安全に走行させることができる。そのためには、|
(VX)|/|(VY)|の値をできる限り小さくするよ
うに、制御を行えばよいことになる。
【0031】ここで図5から明らかなように、|
(VX)|/|(VY)|の値は、レーンマーカ3から発
する磁気ベクトルの水平成分VHの座標軸に対する向き
によって、一意的に決まるものである。したがって、こ
の値は磁気センサ5のレーンマーカ3に対する相対的な
高さには、影響されない。
(VX)|/|(VY)|の値は、レーンマーカ3から発
する磁気ベクトルの水平成分VHの座標軸に対する向き
によって、一意的に決まるものである。したがって、こ
の値は磁気センサ5のレーンマーカ3に対する相対的な
高さには、影響されない。
【0032】次に、地磁気の影響を排除する方法につい
て、説明する。図6に示すように複数のレーンマーカ3
が既知の間隔Lmを隔てて設置されており、車両4の前
方直近のレーンマーカ3と車両4の後方直近のレーンマ
ーカ3の中間点、すなわち図6においては距離Lm/2
で示した地点に位置するときには、車両4の前方直近の
レーンマーカ3と車両4の後方直近のレーンマーカ3と
のそれぞれの磁気ベクトルの影響が、いずれも同様に小
さくなる。そこで、この中間点において磁気センサ5が
検出した磁気ベクトルを、地磁気ベクトルGとみなす。
て、説明する。図6に示すように複数のレーンマーカ3
が既知の間隔Lmを隔てて設置されており、車両4の前
方直近のレーンマーカ3と車両4の後方直近のレーンマ
ーカ3の中間点、すなわち図6においては距離Lm/2
で示した地点に位置するときには、車両4の前方直近の
レーンマーカ3と車両4の後方直近のレーンマーカ3と
のそれぞれの磁気ベクトルの影響が、いずれも同様に小
さくなる。そこで、この中間点において磁気センサ5が
検出した磁気ベクトルを、地磁気ベクトルGとみなす。
【0033】そこで、このようにして求めた地磁気ベク
トルGの影響を補正する方法について、図8を用いて説
明する。図8において、磁気センサ5によって検出され
た磁気ベクトル成分VXならびにVYから地磁気ベクトル
Gの図示しない成分をベクトル減算したものを、それぞ
れVXGならびにVYGとし、 VXGとVYGの合成ベクトル
をVHGとして示す。ここで図5と同様に考えれば、
トルGの影響を補正する方法について、図8を用いて説
明する。図8において、磁気センサ5によって検出され
た磁気ベクトル成分VXならびにVYから地磁気ベクトル
Gの図示しない成分をベクトル減算したものを、それぞ
れVXGならびにVYGとし、 VXGとVYGの合成ベクトル
をVHGとして示す。ここで図5と同様に考えれば、
【0034】 (LX)={|(VXG)|/|(VYG)|}×(LY) となる。ここでVXGならびにVYGがそれぞれ地磁気ベク
トルGの図示しない成分をベクトル減算したものである
ことを考えて、地磁気ベクトルGの図示しないX軸成分
ならびにY軸成分をそれぞれGXならびにGYと表記すれ
ば、上述のVXならびにVYを用いて
トルGの図示しない成分をベクトル減算したものである
ことを考えて、地磁気ベクトルGの図示しないX軸成分
ならびにY軸成分をそれぞれGXならびにGYと表記すれ
ば、上述のVXならびにVYを用いて
【0035】VXG=VX−GX
【0036】VYG=VY−GYであることから、
【0037】(LX)={|(VX−GX)|/|(VY−
GY)|}×(LY) となり、地磁気ベクトルGの影響を排除して車両の横位
置LXを求めることができる。ここで、GXならびにGY
については車両4が二つのレーンマーカ3の中間点に到
達した時点で上述のように予め計測から求めておけばよ
く、VXならびにVYについてはその都度計測すればよ
い。このようにして、実際にLXをリアルタイムで求め
ることができる。
GY)|}×(LY) となり、地磁気ベクトルGの影響を排除して車両の横位
置LXを求めることができる。ここで、GXならびにGY
については車両4が二つのレーンマーカ3の中間点に到
達した時点で上述のように予め計測から求めておけばよ
く、VXならびにVYについてはその都度計測すればよ
い。このようにして、実際にLXをリアルタイムで求め
ることができる。
【0038】上記に説明した方法を用いて、道路1上を
走行する車両4の横位置を実際に検出する一連のプロセ
スについて、下記に改めて説明する。図9において、点
Cは、レーンマーカ3(n)の中心を通り車両4の走行
方向に直交する直線(以下、この直線を磁気マーカ左右
ラインと呼ぶ)を、車両4に搭載された磁気センサ5が
通過した点を示す。また、点Dは、二つのレーンマーカ
3の中間点を示す点である。この点Dは仮想的な点であ
り、実際には目印が設置されてはいない。
走行する車両4の横位置を実際に検出する一連のプロセ
スについて、下記に改めて説明する。図9において、点
Cは、レーンマーカ3(n)の中心を通り車両4の走行
方向に直交する直線(以下、この直線を磁気マーカ左右
ラインと呼ぶ)を、車両4に搭載された磁気センサ5が
通過した点を示す。また、点Dは、二つのレーンマーカ
3の中間点を示す点である。この点Dは仮想的な点であ
り、実際には目印が設置されてはいない。
【0039】車両4に搭載された制御部7は、点Cを通
過したことを検出し、そののちに、車両4が点Dに到達
することを監視する。この点C通過の検出については、
後述する。点Dへの到達の監視は、車両4が点Cを通過
してからの車両4の走行距離を監視することによって行
われる。車両4が点Cを通過してから、二つのレーンマ
ーカ3の設置間隔の1/2の距離を走行した時点で、車
両4が点Dに到達したものとみなす。この距離の検出に
ついては、車両4に搭載された車速センサによって計測
される車両の速度に、車両4が点Cを通過してからの経
過時間を乗ずることによって、求められる。
過したことを検出し、そののちに、車両4が点Dに到達
することを監視する。この点C通過の検出については、
後述する。点Dへの到達の監視は、車両4が点Cを通過
してからの車両4の走行距離を監視することによって行
われる。車両4が点Cを通過してから、二つのレーンマ
ーカ3の設置間隔の1/2の距離を走行した時点で、車
両4が点Dに到達したものとみなす。この距離の検出に
ついては、車両4に搭載された車速センサによって計測
される車両の速度に、車両4が点Cを通過してからの経
過時間を乗ずることによって、求められる。
【0040】車両4が点Dに到達した時点で、制御部7
はセンサ5が検出した磁気ベクトルを地磁気とみなし
て、この磁気ベクトルのX軸成分をGX、Y軸成分をGY
として、それぞれメモリ11に記録する。
はセンサ5が検出した磁気ベクトルを地磁気とみなし
て、この磁気ベクトルのX軸成分をGX、Y軸成分をGY
として、それぞれメモリ11に記録する。
【0041】車両4が点Dを通過したのち、センサ5が
点Aにおいて磁気ベクトルVを検出した時点で、この磁
気ベクトルVのX軸成分をVX、Y軸成分をVYとして、
時刻をT0として、それぞれメモリ11に記録する。
点Aにおいて磁気ベクトルVを検出した時点で、この磁
気ベクトルVのX軸成分をVX、Y軸成分をVYとして、
時刻をT0として、それぞれメモリ11に記録する。
【0042】さらに、車両4が(n+1)番目の磁気マ
ーカ左右ライン上の点Bに到達した時点で、制御部7が
この時刻T1をメモリ11に記録する。
ーカ左右ライン上の点Bに到達した時点で、制御部7が
この時刻T1をメモリ11に記録する。
【0043】次に、制御部7が、車両4が点Aを通過し
てから点Bに到達するまでの経過時間ΔTを、
てから点Bに到達するまでの経過時間ΔTを、
【0044】ΔT=T1−T0 として算出する。また、この経過時間ΔTと、点Aから
点Bまでにおける車両4の平均走行速度Saveとか
ら、距離LYを
点Bまでにおける車両4の平均走行速度Saveとか
ら、距離LYを
【0045】LY=Save×ΔT によって求める。この場合、平均速度に代えて車両の瞬
間速度を用いて、この瞬間速度を経過時間ΔTにわたっ
て積分することによっても、移動距離LYを求めること
ができる。
間速度を用いて、この瞬間速度を経過時間ΔTにわたっ
て積分することによっても、移動距離LYを求めること
ができる。
【0046】そこで、上記の距離LY、磁気ベクトルV
のX軸成分VX、磁気ベクトルVのY軸成分VY、地磁気
ベクトルGのX軸成分GX、ならびに地磁気ベクトルG
のY軸成分GYを用いて、上述の式
のX軸成分VX、磁気ベクトルVのY軸成分VY、地磁気
ベクトルGのX軸成分GX、ならびに地磁気ベクトルG
のY軸成分GYを用いて、上述の式
【0047】(LX)={|(VX−GX)|/|(VY−
GY)|}×(LY) から、車両4の横位置LXを求めることができる。
GY)|}×(LY) から、車両4の横位置LXを求めることができる。
【0048】このようにして求められたLXの値に応じ
て、必要な信号を適宜生成して車線逸脱警告装置もしく
は車両制御装置に出力するようにすればよい。
て、必要な信号を適宜生成して車線逸脱警告装置もしく
は車両制御装置に出力するようにすればよい。
【0049】次に、車両4が磁気マーカ左右ライン上の
点Cもしくは点Bを通過したことを検出する手法につい
て、説明する。図10は、車両4が走行中にセンサ5に
よって検出される磁気ベクトルの変化を、図示したもの
である。この図10においては、理解を容易にする目的
で、磁気ベクトルをY軸成分のみに限って示している。
図10においては、センサ5によって検出される磁気ベ
クトルのY軸成分の方向として、車両4の走行方向と一
致する方向を正の方向、車両4の走行方向と逆の方向を
負の方向と定めている。
点Cもしくは点Bを通過したことを検出する手法につい
て、説明する。図10は、車両4が走行中にセンサ5に
よって検出される磁気ベクトルの変化を、図示したもの
である。この図10においては、理解を容易にする目的
で、磁気ベクトルをY軸成分のみに限って示している。
図10においては、センサ5によって検出される磁気ベ
クトルのY軸成分の方向として、車両4の走行方向と一
致する方向を正の方向、車両4の走行方向と逆の方向を
負の方向と定めている。
【0050】図10に示すように、車両4の走行につれ
て、センサ5によって検出される磁気ベクトルのY軸成
分の大きさは、図に示すように変化する。この変化は、
車両4の走行方向と車両4からみたレーンマーカ3の方
向とがなす角度の余弦値の変化と、車両4とレーンマー
カ3との距離に基づく磁気ベクトルの大きさの変化とに
起因するものである。
て、センサ5によって検出される磁気ベクトルのY軸成
分の大きさは、図に示すように変化する。この変化は、
車両4の走行方向と車両4からみたレーンマーカ3の方
向とがなす角度の余弦値の変化と、車両4とレーンマー
カ3との距離に基づく磁気ベクトルの大きさの変化とに
起因するものである。
【0051】車両4が点Aを通過した直後には、車両4
とレーンマーカ3との距離が減少することによる磁気ベ
クトルの大きさの増加が相対的に大きく影響するため、
磁気ベクトルのY軸成分の大きさは、車両4の走行につ
れて増大する。ただし、このY軸成分の大きさは単調に
増大はせず、ある点で極大となる。この点を、図10に
おいてP1として示している。
とレーンマーカ3との距離が減少することによる磁気ベ
クトルの大きさの増加が相対的に大きく影響するため、
磁気ベクトルのY軸成分の大きさは、車両4の走行につ
れて増大する。ただし、このY軸成分の大きさは単調に
増大はせず、ある点で極大となる。この点を、図10に
おいてP1として示している。
【0052】この点以降、車両4の走行方向と車両4か
らみたレーンマーカ3の方向とがなす角度の余弦値の減
少が相対的に大きく影響するため、車両4とレーンマー
カ3との距離の減少に伴って磁気ベクトルの大きさはさ
らに増大するにもかかわらず、磁気ベクトルのY軸成分
の大きさは、車両4の走行につれて減少する。
らみたレーンマーカ3の方向とがなす角度の余弦値の減
少が相対的に大きく影響するため、車両4とレーンマー
カ3との距離の減少に伴って磁気ベクトルの大きさはさ
らに増大するにもかかわらず、磁気ベクトルのY軸成分
の大きさは、車両4の走行につれて減少する。
【0053】その後、車両4がさらに走行を続けると、
磁気ベクトルのY軸成分の大きさはゼロとなる。これ
は、車両4の走行方向と車両4からみたレーンマーカ3
の方向とがなす角度の余弦値がゼロとなるためである。
このことは、レーンマーカ3が車両4の真横、厳密には
センサ5の真横にあることを意味する。すなわち、この
時点で車両4が磁気マーカ左右ライン上の点Bを通過し
たものと、みなすことができる。
磁気ベクトルのY軸成分の大きさはゼロとなる。これ
は、車両4の走行方向と車両4からみたレーンマーカ3
の方向とがなす角度の余弦値がゼロとなるためである。
このことは、レーンマーカ3が車両4の真横、厳密には
センサ5の真横にあることを意味する。すなわち、この
時点で車両4が磁気マーカ左右ライン上の点Bを通過し
たものと、みなすことができる。
【0054】その後、磁気ベクトルのY軸成分の極性は
逆になり、その大きさは逆方向に増大する。以降上記と
同様に、車両が図に点P2として示した点までは磁気ベ
クトルのY軸成分の大きさは増大し、点P2においてY
軸成分の大きさは点P1とは逆向きに極大に達し、その
後は減少に転ずる。
逆になり、その大きさは逆方向に増大する。以降上記と
同様に、車両が図に点P2として示した点までは磁気ベ
クトルのY軸成分の大きさは増大し、点P2においてY
軸成分の大きさは点P1とは逆向きに極大に達し、その
後は減少に転ずる。
【0055】したがって、磁気ベクトルのY軸成分の極
性が逆転する点をもって、車両4が磁気マーカ左右ライ
ン上の点Bを通過したものとみなすことが可能である。
そこで、車両4がレーンマーカ3の手前の点Aを通過し
た時点で、磁気方位センサ5によって点Aにおける磁気
を測定するとともに時刻T0をメモリ11などに記憶
し、そののちに車両4が点Bを通過した時刻T1を記憶
すれば、上述の式から点Aにおける車両の横位置LXを
演算によって求めることができる。
性が逆転する点をもって、車両4が磁気マーカ左右ライ
ン上の点Bを通過したものとみなすことが可能である。
そこで、車両4がレーンマーカ3の手前の点Aを通過し
た時点で、磁気方位センサ5によって点Aにおける磁気
を測定するとともに時刻T0をメモリ11などに記憶
し、そののちに車両4が点Bを通過した時刻T1を記憶
すれば、上述の式から点Aにおける車両の横位置LXを
演算によって求めることができる。
【0056】上述の説明では、車両4が点Bに到達した
時点で車両の横位置を求めるようにしたが、レーンマー
カ3の設置間隔Lmを既知とすれば、車両4が点Cから
点Aまで走行した距離を設置間隔Lmから差し引くこと
によって距離LYを求めることも、当然に可能である。
このようにすれば、車両4が点Bに到達する以前に、点
Aにおける車両4の横位置LXを求めることも、可能に
なる。この場合にも、距離LYを求める手順が上述の通
りになる他は、横位置LXを求める手順については、既
に説明した通りとしてよい。
時点で車両の横位置を求めるようにしたが、レーンマー
カ3の設置間隔Lmを既知とすれば、車両4が点Cから
点Aまで走行した距離を設置間隔Lmから差し引くこと
によって距離LYを求めることも、当然に可能である。
このようにすれば、車両4が点Bに到達する以前に、点
Aにおける車両4の横位置LXを求めることも、可能に
なる。この場合にも、距離LYを求める手順が上述の通
りになる他は、横位置LXを求める手順については、既
に説明した通りとしてよい。
【0057】また、前述の地磁気の補正を行うためのレ
ーンマーカの中間点の検出についても、同様である。レ
ーンマーカ3の設置間隔Lmを既知とすれば、上述のよ
うにして検出された点Cからの車両4の走行距離がLm
/2になる点を、レーンマーカの中間点とみなすことが
できる。この点で磁気センサ5によって検出された磁気
ベクトルを地磁気ベクトルGとみなすことにより、地磁
気ベクトルの補正が可能になる。
ーンマーカの中間点の検出についても、同様である。レ
ーンマーカ3の設置間隔Lmを既知とすれば、上述のよ
うにして検出された点Cからの車両4の走行距離がLm
/2になる点を、レーンマーカの中間点とみなすことが
できる。この点で磁気センサ5によって検出された磁気
ベクトルを地磁気ベクトルGとみなすことにより、地磁
気ベクトルの補正が可能になる。
【0058】上記の例では、車両4が自身の横位置Lx
を検出する点Aが点Bよりも手前に存在する場合を例に
とって説明したが、この例にあてはまらない場合につい
ても、全く同様に車両4の横位置Lxを検出できる。す
なわち、車両4が磁気マーカ左右ライン上の点Cを通過
してから中間点Dを通過するまでの間は、磁気方位セン
サ5が車両4からみて後方の点Cに設置されたレーンマ
ーカ3の磁気を検出することになるが、この場合には、
上述の距離LYを車両4において実際に測定するように
してもよい。また、磁気ベクトルVのY軸成分VYにつ
いては、上述の場合とはベクトルの向きが逆転すること
になるが、その他については全く同じである。
を検出する点Aが点Bよりも手前に存在する場合を例に
とって説明したが、この例にあてはまらない場合につい
ても、全く同様に車両4の横位置Lxを検出できる。す
なわち、車両4が磁気マーカ左右ライン上の点Cを通過
してから中間点Dを通過するまでの間は、磁気方位セン
サ5が車両4からみて後方の点Cに設置されたレーンマ
ーカ3の磁気を検出することになるが、この場合には、
上述の距離LYを車両4において実際に測定するように
してもよい。また、磁気ベクトルVのY軸成分VYにつ
いては、上述の場合とはベクトルの向きが逆転すること
になるが、その他については全く同じである。
【0059】さらに、上記のプロセスをひとつのレーン
マーカ3に対して繰り返し行うようにしてもよい。すな
わち、車両4が走行中に、ひとつのレーンマーカ3から
発する磁気ベクトルVを複数回繰り返して測定し、その
測定結果をメモリ11にそれぞれ記憶させるとともに、
毎回の測定結果に対応する距離LYを測定して、上記の
処理をそれぞれ行って車両4の横位置Lxを求め、これ
ら複数の横位置Lxの値について統計処理を行って、
Lxの平均値を求めるようにしてもよい。このようにす
れば、車両4の横位置Lxを、より高精度に求めること
が可能になる。
マーカ3に対して繰り返し行うようにしてもよい。すな
わち、車両4が走行中に、ひとつのレーンマーカ3から
発する磁気ベクトルVを複数回繰り返して測定し、その
測定結果をメモリ11にそれぞれ記憶させるとともに、
毎回の測定結果に対応する距離LYを測定して、上記の
処理をそれぞれ行って車両4の横位置Lxを求め、これ
ら複数の横位置Lxの値について統計処理を行って、
Lxの平均値を求めるようにしてもよい。このようにす
れば、車両4の横位置Lxを、より高精度に求めること
が可能になる。
【0060】上記の実施例では、道路上を走行する車両
のための車線逸脱警報/防止システムを例にとって説明
したが、上記の内容は車両の横方向の位置制御を必要と
する種々のシステムに応用可能である。特に、空間の制
約が厳しく、精密な操舵制御を必要とする用途には、上
記の内容は好適である。たとえば、上層階段と下層階と
を斜面でつなぎ、その斜面を車両が自走して昇降するタ
イプの、いわゆる自走式の立体駐車場などが、その好例
であろう。
のための車線逸脱警報/防止システムを例にとって説明
したが、上記の内容は車両の横方向の位置制御を必要と
する種々のシステムに応用可能である。特に、空間の制
約が厳しく、精密な操舵制御を必要とする用途には、上
記の内容は好適である。たとえば、上層階段と下層階と
を斜面でつなぎ、その斜面を車両が自走して昇降するタ
イプの、いわゆる自走式の立体駐車場などが、その好例
であろう。
【0061】その他の用途としては、車庫、リフト式の
タワーパーキング、自動洗車装置などが、考えられる。
また、公共交通機関への適用も、考えられる。たとえば
路線バスなど、予め定められた特定の経路を運行する車
両への適用は、その好例であろう。この場合には、車線
とは別にバスの運行経路に沿った形でレーンマーカを敷
設することが、考えられる。この場合、たとえば高速道
路のバス停にみられる専用車線のように、レーンマーカ
の敷設形態が、通常の車両向けの車線と異なる経路を形
成することになる。
タワーパーキング、自動洗車装置などが、考えられる。
また、公共交通機関への適用も、考えられる。たとえば
路線バスなど、予め定められた特定の経路を運行する車
両への適用は、その好例であろう。この場合には、車線
とは別にバスの運行経路に沿った形でレーンマーカを敷
設することが、考えられる。この場合、たとえば高速道
路のバス停にみられる専用車線のように、レーンマーカ
の敷設形態が、通常の車両向けの車線と異なる経路を形
成することになる。
【0062】
【発明の効果】上記に説明した本発明によれば、レーン
マーカをアレイ状に敷設することなく、車両の横位置を
検出することが可能であるので、レーンマーカの本数を
少なくすることが可能であり、レーンマーカの敷設や保
守に要するコストや手間を、効果的に抑制できる。
マーカをアレイ状に敷設することなく、車両の横位置を
検出することが可能であるので、レーンマーカの本数を
少なくすることが可能であり、レーンマーカの敷設や保
守に要するコストや手間を、効果的に抑制できる。
【0063】また、車両においては車高センサを必要と
せず、車速度センサに関してはすでに多くの車両に用い
られているものを流用することが可能であるので、車両
にかかるコストを削減でき、また装置の故障の確率を抑
制することができる。また、地磁気の影響を車両側で走
行中に計測して補正を行うため、地磁気の影響を高精度
で補正することが可能である。また、このためには何ら
特別なハードウェアを必要としないので、地磁気の影響
を補正するためのコストを、低減することができる。
せず、車速度センサに関してはすでに多くの車両に用い
られているものを流用することが可能であるので、車両
にかかるコストを削減でき、また装置の故障の確率を抑
制することができる。また、地磁気の影響を車両側で走
行中に計測して補正を行うため、地磁気の影響を高精度
で補正することが可能である。また、このためには何ら
特別なハードウェアを必要としないので、地磁気の影響
を補正するためのコストを、低減することができる。
【図1】本発明の実施形態の一例を示す平面図である。
【図2】磁力線と検出される磁気ベクトルとの関連を示
す図である。
す図である。
【図3】本発明のレーンマーカからの磁力線分布を示す
説明図である。
説明図である。
【図4】本発明の車載機器の接続構成を示すブロック図
である。
である。
【図5】磁気センサによるレーンマーカ位置検出の原理
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図6】車両の走行中に地磁気を検出する概念を示す平
面図である。
面図である。
【図7】地磁気成分の補正の概念を示す模式図である。
【図8】地磁気成分の補正の概念を示す平面図である。
【図9】地磁気を補正する概念を示す平面図である。
【図10】磁気ベクトルのY軸成分の変化を示す説明図
である。
である。
【図11】磁気方位センサの構造の概要を示す説明図で
ある。
ある。
1 道路 2 車線 3 レーンマーカ 4 車両 5 磁気センサ 6 車速センサ 制御部 磁気センサ駆動部 インターフェース部 マイクロプロセッサ メモリ 外部出力インターフェース部 外部制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/00 - 1/16 G01C 21/00 G05D 1/02
Claims (8)
- 【請求項1】 道路上を走行する車両に搭載されて、前
記道路に所定の間隔ごとに設置されて列を構成する磁性
体から発せられる磁気を検出して前記車両の前記磁性体
に対する相対位置を検出する位置検出装置であって、 前記磁性体から発せられる磁気を、車両の走行方向の成
分と車両の走行方向に直交する水平方向の成分とに分け
て検出する磁気検出手段と、 前記磁気検出手段によって検出された、前記車両の走行
成分の情報を車両の走行方向に直交する水平方向の成分
の情報とを、それぞれ記憶する検出結果記憶手段と、 前記車両が前記磁性体に到達したことを検出する磁性体
検出手段と、 前記磁気検出手段が前記磁気を検出した位置から前記磁
性体検出手段が前記車両が前記磁性体の直近を通過した
ことを検出した位置までに前記車両が走行した距離を計
測する走行距離計測手段と、 前記車両が走行した距離と、前記走行方向の磁気成分の
情報と前記走行方向に直交する水平方向の磁気成分の情
報とに基づいて、前記磁性体の列と前記車両との間の前
記走行方向に直交する水平方向の距離を求める距離検出
手段とを備えた、車両の位置検出装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の位置検出装置であっ
て、 前記通過検出手段が、前記磁性体から発せられる時期の
うち、車両の走行方向に直交する水平方向の成分の向き
が逆転する点を、前記車両が前記磁性体の直近を通過し
た点とみなす、車両の位置検出装置。 - 【請求項3】 請求項1もしくは請求項2に記載の位置
検出装置であって、前記時期検出手段が、隣接して設置
された磁性体の中間点における時期を検出するととも
に、前記相対位置検出手段が、当該中間点における磁気
を地磁気とみなして、前記距離に、当該地磁気を除いた
前記走行方向の磁気の強さと当該地磁気を除いた前記走
行方向に直交する水平方向の磁気の強さとの比率を乗じ
て、前記相対位置を求める、車両の位置検出装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の位置検出装置であっ
て、 前記相対位置検出手段が、前記車両が前記磁性体の直近
を通過してから前記磁性体を設置した所定の間隔の半分
の距離を走行した位置を、前記中間点とみなす車両の位
置検出装置。 - 【請求項5】 道路上を走行する車両に搭載されて、前
記道路に所定の間隔ごとに設置されて列を構成する磁性
体から発せられる磁気を検出して前記車両の前記磁性体
に対する相対位置を検出する位置検出方法であって、 前記磁性体から発せられる磁気を、車両の走行方向の成
分と車両の走行方向に直交する水平方向の成分とに分け
て検出する磁気検出段階と、 前記磁気検出手段によって検出された、前記車両の走行
成分の情報を車両の走行方向に直交する水平方向の成分
の情報とを、それぞれ記憶する検出結果記憶段階と、 前記車両が前記磁性体に到達したことを検出する磁性体
検出段階と、 前記磁気検出手段が前記磁気を検出した位置から前記磁
性体検出手段が前記車両が前記磁性体の直近を通過した
ことを検出した位置までに前記車両が走行した距離を計
測する走行距離計測段階と、 前記車両が走行した距離と、前記走行方向の磁気成分の
情報と前記走行方向に直交する水平方向の磁気成分の情
報とに基づいて、前記磁性体の列と前記車両との間の前
記走行方向に直交する水平方向の距離を求める距離検出
段階とを含む、車両の位置検出方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の位置検出方法であっ
て、 前記通過検出段階において、前記磁性体から発せられる
磁気のうち、車両の走行方向に直交する水平方向の成分
の向きが逆転する点を、前記車両が前記磁性体の直近を
通過した点とみなす、車両の位置検出方法。 - 【請求項7】 請求項5もしくは請求項6に記載の位置
検出方法であって、 前記磁気検出段階において、隣接して設置された磁性体
の中間点における磁気を検出するとともに、前記相対位
置検出段階において、当該中間点における磁気を地磁気
とみなして、前記距離に、当該地磁気を除いた前記走行
方向の磁気の強さと当該地磁気を除いた前記走行方向に
直交する水平方向の磁気の強さとの比率を乗じて、前記
相対位置を求める、車両の位置検出方法。 - 【請求項8】 請求項7に記載の位置検出方法であっ
て、 前記相対位置検出段階において、前記車両が前記磁性体
の直近を通過してから前記磁性体を設置した所定の間隔
の半分の距離を走行した位置を、前記中間点とみなす、
車両の位置検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32524199A JP3224374B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 磁気式レーンマーカを用いる車両の位置検出装置、ならびに位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32524199A JP3224374B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 磁気式レーンマーカを用いる車両の位置検出装置、ならびに位置検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001143193A JP2001143193A (ja) | 2001-05-25 |
JP3224374B2 true JP3224374B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=18174614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32524199A Expired - Fee Related JP3224374B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 磁気式レーンマーカを用いる車両の位置検出装置、ならびに位置検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3224374B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008051613A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Mk Seiko Co Ltd | 平均速度測定装置 |
JP2022158105A (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-17 | 愛知製鋼株式会社 | 磁気マーカの検出方法及びシステム |
-
1999
- 1999-11-16 JP JP32524199A patent/JP3224374B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001143193A (ja) | 2001-05-25 |
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Date | Code | Title | Description |
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