CN109643486B - 车辆用系统及前进道路推定方法 - Google Patents

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Abstract

车辆用系统(1)具备：横向偏移量计测部，沿着车宽方向排列多个感知磁性标识器(10)的磁的磁传感器，计测车辆(5)相对于磁性标识器(10)在车宽方向上的位置偏差即横向偏移量；以及前进道路推定部，其利用相对于设有间隔地配设于车辆(5)行驶的路面(100S)上的两个磁性标识器(10)的横向偏移量的差量，来推定车辆(5)的行进方向相对于连结两个磁性标识器的位置的线段方向的偏差。

Description

车辆用系统及前进道路推定方法
技术领域
本发明涉及推定车辆的行进方向的车辆用系统及前进道路推定方法。
背景技术
近年来，自动驾驶的研究兴盛，期待其实用化(例如参照专利文献1)。为了实现自动驾驶，高精度地掌握道路结构等车辆的周围环境是不可或缺的。道路结构等能够从将道路的形状、车道宽度、路肩的形状等详细地数据化了的映射数据中取得。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-91412号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，即便能够掌握道路结构等本车的周围环境，若无法准确地掌握车辆的行进方向，则仍存在例如无法高精度地判断应该前进的前进道路的方向这一问题。
本发明是鉴于所述以往的问题点而完成的，要提供用于推定例如车辆是正在沿着行驶道路行驶还是正在以横穿的方式行驶等车辆的行进方向的车辆用系统及前进道路推定方法。
用于解决课题的方案
本发明的一方案，是一种车辆用系统，具备：
横向偏移量计测部，其计测车辆相对于磁性标识器在车宽方向上的位置偏差即横向偏移量；以及
前进道路推定部，其利用相对于设有间隔地配设于车辆行驶的路面上的两个磁性标识器的横向偏移量的差量，来推定车辆的行进方向相对于连结两个所述磁性标识器的位置的线段方向的偏差。
本发明的一方案，是一种前进道路推定方法，分别计测车辆相对于两个磁性标识器在车宽方向上的位置偏差即横向偏移量，通过算出相对于两个所述磁性标识器的横向偏移量的差量，来推定车辆的行进方向相对于所述路径方向的偏差，其中，两个所述磁性标识器沿着车辆的行驶道路的路径方向设有间隔地配设。
所述一方案的车辆用系统，分别计测相对于两个所述磁性标识器的所述横向偏移量，利用该差量来推定车辆的行进方向相对于连结两个所述磁性标识器的位置的线段方向的偏差。所述线段方向是由两个所述磁性标识器规定的方向，可成为基准的方向。若确定相对于该线段方向的所述偏差，则能够高精度地推定车辆的行进方向。
另外，根据所述一方案的前进道路推定方法，通过利用沿着所述行驶道路的路径方向配设的两个磁性标识器，能够推定车辆的行进方向相对于该路径方向的偏差。
附图说明
图1是示出实施例1中的车辆用系统的结构的说明图。
图2是预估实施例1中的安装有传感器单元的车辆的主视图。
图3是示出实施例1中的车辆用系统的电结构的框图。
图4是示出实施例1中的磁传感器的结构的框图。
图5是例示实施例1中的通过磁性标识器时的车宽方向的磁分布的时间上的变化的说明图。
图6是例示实施例1中的通过磁性标识器时的磁计测值的峰值的时间上的变化的说明图。
图7是实施例1中的横向偏移量的计测方法的说明图。
图8是示出实施例1中的基于车辆用系统的处理的流程的流程图。
图9是实施例1中的第二个磁性标识器的检测期间的说明图。
图10是示出实施例1中的前进道路推定处理的流程的流程图。
图11是示出实施例1中的通过两个磁性标识器时的横向偏移量的差量Ofd与前进道路偏移角Rf的关系的说明图。
图12是例示实施例1中的车辆沿着直线道路行驶的状况的说明图。
图13是例示实施例1中的车辆在直线道路上斜行的状况的说明图。
图14是例示实施例1中的车辆沿着曲线道路行驶的状况的说明图。
图15是例示实施例1中的车辆在曲线道路上斜行的状况的说明图。
图16是示出实施例2中的相对于两个磁性标识器的横向偏移量的差量Ofd与前进道路偏移角Rf的关系的说明图。
图17是例示实施例3中的基于沿着直线道路行驶的车辆的车载相机的拍摄图像的图。
图18是例示实施例3中的基于在直线道路上斜行的车辆的车载相机的拍摄图像的图。
图19是例示实施例3中的道路结构的三维的推定的说明图。
图20是实施例4中的脱离警报的说明图。
具体实施方式
在本发明的车辆用系统中，可以是，
所述横向偏移量计测部配置于空开与两个所述磁性标识器相同的间隔地在车辆的前后方向上分离开的至少两个部位，
所述前进道路推定部利用空开与两个所述磁性标识器相同的间隔地分离开的两个横向偏移量计测部中的前侧的横向偏移量计测部针对两个所述磁性标识器中的位于车辆的行进侧的一方的磁性标识器而计测到的横向偏移量与后侧的横向偏移量计测部针对另一方的磁性标识器而计测到的横向偏移量的差量，来推定所述行进方向的偏差。
若利用两个所述横向偏移量计测部针对相同间隔的两个磁性标识器分别计测到的横向偏移量的差量，则能够高精度地推定车辆的行进方向相对于连结两个所述磁性标识器的位置的线段方向的偏差。
在本发明的车辆用系统中，可以是，两个所述磁性标识器沿着车辆行驶的行驶道路的路径方向配设。
在该情况下，由于连结两个所述磁性标识器的位置的线段方向与所述行驶道路的路径方向一致，所以，能够推定车辆的行进方向相对于所述行驶道路的路径方向的偏差。
可以是，所述前进道路推定部根据车速而变更用于所述偏差的推定的两个所述磁性标识器的间隔。
具有如下倾向：在低车速域中，车辆的转向轮的转向角变大，在比较短的距离内车辆的行进方向变化，另一方面，在高车速域中，转向角变小，车辆的行进方向变化需要比较长的距离。因此，能够将车辆的行进方向视作一定的距离，具有车速越低则其越短，车速越高则其越长的倾向。
因此，可以是，就用于推定所述偏差的两个所述磁性标识器的间隔而言，车辆的速度越高则其越长，车辆的速度越低则其越短。例如，也可以在车速区域高的高速道路与车速区域低的市街地的道路中，预先使配置磁性标识器的间隔不同。或者，也可以以连低车速也能够应对的比较短的间隔配置磁性标识器，根据车速而变更两个所述磁性标识器的组合(间隔)。
也可以是如下的车辆用系统：
所述磁性标识器沿着用来区分车辆行驶的车道配设，
所述车辆用系统具备：预测部，其利用所述横向偏移量、所述偏差及车速，来预测直至车辆脱离所述车道为止的时间及距离中的至少任一方；以及警报装置，其根据该预测部预测的时间或距离发出警报。
若利用所述偏差，则能够高精度地预测直至车辆脱离所述车道为止的时间、距离。若利用此时间或距离，则能够进行精度高的脱离警报。而且，若将所述横向偏移量与所述偏差组合，则能够进行进一步高精度的脱离警报。
也可以是如下的车辆用系统：
所述磁性标识器沿着用来区分车辆行驶的车道配设，
所述车辆用系统具备利用所述横向偏移量及所述偏差来推定以本车为基准的三维的道路结构的道路结构推定部。
例如在车辆的行进方向相对于车道的方向一致而所述偏差接近零的情况下，正在沿着车道行驶的可能性变高。在该情况下，例如能够推测为根据车辆的转向角预测的车辆的前进道路与车道一致，将该车道作为基准，能够进行存在护栏、标识等的路侧、相向车道等道路结构的推定。
也可以是，所述前进道路推定部取得能够确定所述线段方向相对于车辆行驶的行驶道路的路径方向的偏差的信息，并基于利用该信息确定出的线段方向相对于所述路径方向的偏差、以及车辆的行进方向相对于所述线段方向的偏差，来推定所述车辆的行进方向相对于所述行驶道路的路径方向的偏差。
若磁性标识器的位置存在误差，则所述线段方向相对于所述行驶道路的路径方向的偏差有可能变大，基于车辆的行进方向相对于所述线段方向的偏差，难以判断车辆是否正在沿着行驶道路行驶。在车辆侧，若能够确定线段方向相对于所述路径方向的偏差，则无论磁性标识器的位置上的误差如何，都能够高精度地推定所述车辆的行进方向相对于所述行驶道路的路径方向的偏差。
也可以是，通过取得所述磁性标识器的绝对位置，来确定推定出所述车辆的行进方向的偏差的时间点的车辆的绝对位置。
实施例
使用以下的实施例对本发明的实施方式进行具体说明。
(实施例1)
本例是涉及用于利用铺设于道路的磁性标识器10来推定车辆5的行进方向的车辆用系统1的例子。关于该内容，使用图1～图15进行说明。
如图1所示，车辆用系统1构成为包括包含磁传感器Cn(n为1～15的整数)在内的传感器单元11与控制单元12的组合。以下，在对磁性标识器10进行概括说明之后，对构成车辆用系统1的传感器单元11、控制单元12等进行说明。
如图1及图2所示，磁性标识器10是铺设于作为车辆5的行驶道路的车道100的路面100S的道路标识器。磁性标识器10沿着车道100的车宽方向的中央每2m(标识器跨距S＝2m)地配置。需要说明的是，在本例中，设想了高速道路等速度区域比较高的道路的车道100。
磁性标识器10呈直径20mm、高度28mm的柱状，能够收容于设置在路面100S的孔。形成磁性标识器10的磁铁是使作为磁性材料的氧化铁的磁粉分散于作为基材的高分子材料中而得到的各向同性铁氧体塑料磁体，具备最大能积(BHmax)＝6.4kJ/m3这一特性。该磁性标识器10以收容于贯穿设置在路面100S的孔的状态铺设。
将本例的磁性标识器10的规格的一部分示于表1。
[表1]
磁铁种类 铁氧体塑料磁体
直径 φ20mm
高度 28mm
表面磁通密度Gs 45mT
该磁性标识器10在作为磁传感器Cn的安装高度而设想的范围100～250mm的上限的250mm高度能够作用有8μT(8×10-6T，T：特斯拉)的磁通密度的磁。
接着，对构成车辆用系统1的传感器单元11、控制单元12进行说明。
如图1～图3所示，传感器单元11是安装于与车辆5的底面相当的车身地板50的单元。传感器单元11例如安装于前保险杠的内侧附近。例如在轿车类型的车辆5的情况下，以路面100S为基准的安装高度为约200mm。
如图3所示，传感器单元11具备沿着车宽方向而在一直线上排列的十五个磁传感器Cn和内置有未图示的CPU等的检测处理电路110。
检测处理电路110是执行用于检测磁性标识器10的标识器检测处理等各种运算处理的运算电路。该检测处理电路110除了执行各种运算的CPU(central processing unit)之外，还利用ROM(read only memory)、RAM(random access memory)等存储器元件等元件而构成。
检测处理电路110取得各磁传感器Cn输出的传感器信号而执行标识器检测处理等。对于检测处理电路110运算出的磁性标识器10的检测结果，包含计测到的横向偏移量在内地全部向控制单元12输入。需要说明的是，传感器单元11能够以3kHz周期执行标识器检测处理。
在此，对磁传感器Cn的结构进行说明。在本例中，如图4所示，作为磁传感器Cn，采用了MI元件21与驱动电路一体化了的单芯片的MI传感器。MI元件21是包括CoFeSiB系合金制的几乎零磁致伸缩的非晶线211和卷绕于该非晶线211的周围的拾波线圈213的元件。磁传感器Cn通过计测在对非晶线211施加了脉冲电流时在拾波线圈213产生的电压，来检测作用于非晶线211的磁。MI元件21在作为感磁体的非晶线211的轴向上具有检测灵敏度。在本例的传感器单元11的各磁传感器Cn中，在铅垂方向上配设有非晶线211。
驱动电路是包括向非晶线211供给脉冲电流的脉冲电路23和以规定时机对在拾波线圈213产生的电压进行采样并输出的信号处理电路25的电子电路。脉冲电路23是包括生成成为脉冲电流的源的脉冲信号的脉冲发生器231的电路。信号处理电路25是经由与脉冲信号连动地开闭的同步检波251取出拾波线圈213的感应电压，并利用放大器253以规定的放大率放大的电路。由该信号处理电路25放大后的信号作为传感器信号向外部输出。
磁传感器Cn是磁通密度的测定范围为±0.6mT且测定范围内的磁通分辨率为0.02μT这样的高灵敏度的传感器。这样的高灵敏度通过利用非晶线211的阻抗根据外部磁场而敏感地变化这一MI效应的MI元件21来实现。而且，该磁传感器Cn能够进行3kHz周期下的高速采样，也应对车辆的高速行驶。在本例中，基于传感器单元11的磁计测的周期设定为3kHz。传感器单元11每当实施磁计测时便将检测结果向控制单元12输入。
将磁传感器Cn的规格的一部分示于表2。
[表2]
测定范围 ±0.6mT
磁通分辨率 0.02μT
采样周期 3kHz
如上所述，磁性标识器10在作为磁传感器Cn的安装高度而设想的范围100～250mm内能够作用有8μT(8×10-6T)以上的磁通密度的磁。若是作用有磁通密度8μT以上的磁的磁性标识器10，则使用磁通分辨率为0.02μT的磁传感器Cn就能够可靠性高地进行检测。
接着，控制单元12(图1～图3)是控制传感器单元11并且利用传感器单元11的检测结果来推定车辆5的行进方向的单元。基于控制单元12的车辆5的行进方向的推定结果向未图示的车辆ECU输入，被用于节气门控制、制动控制、各轮的转矩控制等用于提高行驶安全性的各种车辆控制。
控制单元12具备除了执行各种运算的CPU之外还安装有ROM、RAM等存储器元件等的电子基板(省略图示)。控制单元12控制传感器单元11的动作，并且利用车辆5相对于沿着车道100铺设的磁性标识器10的横向偏移量的变化来推定车辆5的行进方向。
控制单元12具备以下的各功能。
(a)期间设定部：在传感器单元11检测到第一个磁性标识器10时，预测能够检测到第二个磁性标识器10的时间点，将包含该能够检测到的时间点在内的时间上的期间设定为检测期间。
(b)横向偏移量差量运算部：运算相对于沿着车道100铺设的两个磁性标识器10的横向偏移量的差量。
(c)前进道路推定部：根据相对于两个磁性标识器10的横向偏移量的差量，来确定车辆5的行进方向相对于车道方向的偏差即前进道路偏移角，由此，推定车辆5的行进方向。
接着，对各传感器单元11用于检测磁性标识器10的(1)标识器检测处理、(2)车辆用系统1的整体动作的流程、(3)前进道路推定处理分别进行说明。
(1)标识器检测处理
传感器单元11通过控制单元12的控制而以3kHz的周期执行标识器检测处理。传感器单元11在每个标识器检测处理的执行周期(p1～p7)，对十五个磁传感器Cn的传感器信号所表示的磁计测值进行采样而取得车宽方向的磁分布(参照图5)。该车宽方向的磁分布中的峰值如该图所示，在通过磁性标识器10时成为最大(图5中的p4的周期)。
在车辆5沿着铺设有磁性标识器10的车道100(图1)行驶时，上述的车宽方向的磁分布的峰值如图6那样，每当通过磁性标识器10时变大。在标识器检测处理中，执行与该峰值相关的阈值判断，在为规定的阈值以上时判断为检测到磁性标识器10。
传感器单元(横向偏移量计测部)11在检测到磁性标识器10时，确定作为磁传感器Cn的磁计测值的分布的车宽方向的磁分布中的峰值的车宽方向的位置。若利用该峰值的车宽方向的位置，则能够运算车辆5相对于磁性标识器10的横向偏移量。在车辆5中，以中央的磁传感器C8位于车辆5的中心线上的方式安装有传感器单元11，所以，上述的峰值的车宽方向的位置相对于磁传感器C8的偏差成为车辆5相对于磁性标识器10的横向偏移量。需要说明的是，可以是，根据以磁传感器C8的位置为基准而峰值位于左右中的哪一方，使横向偏移量的正负不同。
尤其是，如图7所示，本例的传感器单元11针对作为磁传感器Cn的磁计测值的分布的车宽方向的磁分布执行曲线近似(2次近似)，确定出近似曲线的峰值的车宽方向的位置。若利用近似曲线，则能够以比十五个磁传感器的间隔细微的精度确定峰值的位置，能够高精度地计测车辆5相对于磁性标识器10的横向偏移量。
(2)车辆用系统1的整体动作
关于车辆用系统1的整体动作，主要以控制单元12为主体，使用图8的流程图来进行说明。
控制单元12使传感器单元11反复执行上述的标识器检测处理，直到检测到磁性标识器10(S101，第一检测步骤→S102：否)。控制单元12在从传感器单元11接受了检测到磁性标识器10的意旨的输入时(S102：是)，设定作为使传感器单元11执行新的标识器检测处理的时间上的期间的检测期间(S103，期间设定步骤)。
具体而言，如图9所示，控制单元12首先将标识器跨距S(参照图1。磁性标识器10的铺设间隔。在本例中是2m)除以由车速传感器计测到的车速(车辆的速度)V(m/秒)而得到的所需要时间δta加到作为传感器单元11检测到的第一个磁性标识器10的时间点的时刻t1上。若像这样对时刻t1加上所需要时间δta，则能够预测传感器单元11能够检测到新的磁性标识器10的时间点的时刻t2。然后，控制单元12将以从时刻t2减去区间时间δtb而得到的时刻(t2-δtb)为始期且以将区间时间δtb加到时刻t2而得到的时刻(t2+δtb)为终期的时间上的区间设定为检测期间，该区间时间δtb是将基准距离(例如0.2(m))除以车速V(m/秒)而得到的时间。需要说明的是，关于基准距离，可以考虑传感器单元11的检测范围等而适当变更。
控制单元12在上述的步骤S103中设定的检测期间(图9)内，使传感器单元11反复执行标识器检测处理(S104：否→S114，第二检测步骤)。关于该标识器检测处理的内容，与步骤S101的第一个磁性标识器10的标识器检测处理是同样的。
控制单元12若能够在检测期间(图9)内由传感器单元11检测到第二个磁性标识器10(S104：是→S105：是)，则执行用于推定车辆5的行进方向的(3)前进道路推定处理(S106)。另一方面，在虽然传感器单元11检测到第一个磁性标识器10(S102：是)，但在上述的检测期间(图9)内没能检测到第二个磁性标识器10的情况下(S104：是→S105：否)，控制单元12返回用于检测第一个磁性标识器10的标识器检测处理(S101)而反复执行上述的一系列处理。
(3)前进道路推定处理
如图10所示，控制单元12执行的前进道路推定处理(图8中的步骤S106)是包括运输传感器单元11在通过了两个磁性标识器10时计测到的横向偏移量的差量的步骤(S201)和运算作为行进方向相对于连结两个磁性标识器10的位置的线段方向的偏差的前进道路偏移角Rf的步骤(S202)的处理。两个磁性标识器10以沿着作为车道100的路径方向的车道方向的方式铺设于车道100的中央，所以，上述的线段方向表示车道方向。
在步骤S201中，如图11所示，根据下式运算在车辆5两次通过磁性标识器10时针对第一个磁性标识器10计测到的横向偏移量Of1与针对第二个磁性标识器10计测到的横向偏移量Of2的差量Ofd。需要说明的是，该图的情况下，Of1与Of2正负不同，所以，根据差量，Ofd的绝对值成为将Of1及Of2的绝对值相加而得到的值。
Ofd＝(Of1-Of2)
在步骤S202中，如图12所示，运算作为车辆5的行进方向Dir相对于连结两个磁性标识器10的位置的线段方向Mx(与车道方向一致)所成的角(转弯方向的角度的偏差)的前进道路偏移角Rf。该前进道路偏移角Rf根据包含横向偏移量的差量Ofd及标识器跨距S的下式而算出。
Rf＝arcsin(Ofd/S)
例如在车辆5正在沿着车道行驶的情况下(图12)，作为车辆5的行进方向Dir相对于连结两个磁性标识器的位置的线段方向Mx所成的角的前进道路偏移角Rf成为零。另一方面，在车道上斜行的情况下(图13)，车辆5的行进方向Dir相对于线段方向Mx偏移，前进道路偏移角Rf变大。另外，在车辆5正在沿着曲线道路行驶的情况下(图14)，连结两个磁性标识器的位置的线段方向Mx与作为曲线道路的车道的切线方向一致，作为车辆5的行进方向Dir相对于该线段方向Mx“所成的角”的前进道路偏移角Rf成为零。另一方面，在作为曲线道路的车道上斜行的情况下(图15)，车辆5的行进方向Dir相对于作为曲线道路的车道的切线方向的偏移变大而前进道路偏移角Rf变大。
如以上所述，本例的车辆用系统1利用相对于两个磁性标识器10的横向偏移量的差量来推定车辆5的行进方向。该车辆用系统1推定的作为车辆5的行进方向的前进道路偏移角Rf不是绝对的方位，而是相对于连结两个磁性标识器10的位置的线段方向Mx“所成的角”。线段方向Mx是可成为由固定于路面100S的两个磁性标识器10规定的基准的方向，所以，车辆的行进方向相对于该线段方向Mx的角度上的偏差可成为高精度地表示车辆5的行进方向的指标。
在车辆用系统1中，利用相对于两个磁性标识器10的横向偏移量的差量Ofd，将运算的前进道路偏移角Rf作为偏差而求出。也可以取代此，或者除此之外，还将在例如行驶了前方2m或者前方10m等规定距离时预测的相对于上述的线段方向Mx而言的左右方向上的距离的偏移量作为偏差而求出。
需要说明的是，在本例中，利用每2m铺设的磁性标识器10中的紧挨着的相邻的两个磁性标识器10来推定车辆5的行进方向Dir。由于例如时速100km的车辆1秒钟行驶的距离是27.7m，所以，2m的通过时间为0.07秒，连0.1秒也不足。若考虑到转向操作的反应时间，则也可以是0.2～0.3秒的通过时间，若是该情况，则也可以利用以隔一个的4m间隔、隔两个的6m间隔相邻的两个磁性标识器10的组合来推定行进方向Dir。关于以例如1m间隔、2m间隔等比较密的间隔配置的磁性标识器10，也可以是，速度越高则利用越宽的间隔的两个磁性标识器10的组合，速度越低则利用越窄的间隔的两个磁性标识器10的组合。或者，也可以是，在高速道路等道路中，将磁性标识器10的间隔设定得比较宽，在一般道路中，将磁性标识器10的间隔设定得比较窄。而且，在本例中，以2m间隔配置磁性标识器10，对于全部的磁性标识器10而能够进行行进方向的推定。也可以取代此，在例如为了车道脱离、自动驾驶而以10～20m间隔配置有磁性标识器10的道路上，针对隔两个、隔一个等的特定的磁性标识器10，相邻地追加配置用于行进方向的推定的磁性标识器10。
在本例中，在检测到第一个磁性标识器10之后，设定尝试第二个磁性标识器10的检测的检测期间。该检测期间不是必需的构成，也可以省略。或者，也可以不设定检测期间，始终尝试磁性标识器10的检测。在该情况下，在检测到第二个磁性标识器10的时间点不包含于以第一个磁性标识器10的检测时间点为基准而与上述的检测期间相当的期间的情况下，也可以进行有可能是误检测这一可靠性的判断。
需要说明的是，针对三个以上的磁性标识器10中的相邻的两个磁性标识器10，也可以分别运算横向偏移量Rf，并且算出多个横向偏移量Rf的平均值。像这样，也可以采用在推定车辆的行进方向的偏差时利用三个以上的磁性标识器10的结构。
需要说明的是，对于传感器单元11，除了地磁之外，还由于例如铁桥、其他车辆等尺寸大的磁发生源而对各磁传感器Cn作用有接近一样的磁的噪声即公共噪声。这样的公共噪声对传感器单元11的各磁传感器Cn接近一样地作用的可能性高。于是，也可以利用在车宽方向上排列的各磁传感器Cn的磁计测值的差量值来检测磁性标识器10。通过表示车宽方向的磁梯度的该差量值，有效地抑制了接近一样地作用于各磁传感器Cn的公共噪声。
在本例中，采用了在铅垂方向上具有灵敏度的磁传感器Cn，但是，也可以是在行进方向上具有灵敏度的磁传感器，还可以是在车宽方向上具有灵敏度的磁传感器。而且，也可以采用例如在车宽方向和行进方向的双轴方向、车宽方向和铅垂方向的双轴方向、行进方向和铅垂方向的双轴方向上具有灵敏度的磁传感器，还可以采用例如在车宽方向、行进方向及铅垂方向的三轴方向上具有灵敏度的磁传感器。若利用在多轴方向上具有灵敏度的磁传感器，则能够与磁的大小一并计测磁的作用方向，能够生成磁向量。也可以利用磁向量的差量、该差量的行进方向的变化率，进行磁性标识器10的磁与干扰磁的区分。需要说明的是，在本例中，例示了铁氧体塑料磁体的磁性标识器，但是也可以是铁氧体橡胶磁体的磁性标识器。
(实施例2)
本例是基于实施例1的车辆用系统1而利用在车辆5的前后设置的传感器单元11来运算前进道路偏移角Rf的例子。关于该内容，参照图16进行说明。
在车辆5中，空开4m的间隔配置有传感器单元11。另一方面，磁性标识器10与实施例1同样，以标识器跨距S＝2m配置。作为前后的传感器单元11的间隔的4m与隔一个的两个磁性标识器10的间隔4m(设为标识器跨距S1)一致。根据以4m间隔配置的传感器单元11，能够在大致相同的时机检测隔着一个磁性标识器10的相邻的两个磁性标识器10。
如图16所示，在将前侧的传感器单元11计测到的横向偏移量设为Of1，将后侧的传感器单元11计测到的横向偏移量设为Of2，将两者的差量设为Ofd时，横向偏移角Rf能够通过下式来运算。
Rf＝arcsin(Ofd/S1)
需要说明的是，也可以在4m间隔的前后的传感器单元11的中央追加配置传感器单元11。在该情况下，能够利用前侧的传感器单元11与中央的传感器单元11的组合、以及后侧的传感器单元11与中央的传感器单元11的组合中的至少任一方，在相同的时机检测以2m间隔相邻的磁性标识器10而计测横向偏移量。也可以根据速度，对是利用2m间隔的两个磁性标识器10还是利用4m间隔的两个磁性标识器10进行切换。
需要说明的是，关于其他结构及作用效果，与实施例1是同样的。
(实施例3)
本例是基于实施例1的车辆用系统1而追加了推定道路结构的功能的例子。关于该内容，参照图17～图19进行说明。
本例是在基于以光轴相对于车辆5的中心轴一致的方式设置的车载相机的拍摄图像551中利用前进道路偏移角Rf来推定二维的道路结构的例子。
例如在车辆5沿着直线道路行驶的情况下，在车载相机取得的拍摄图像551中的道路结构中，如图17所示，车道、道路、左右的行车道标记、护栏等在远方消失的消失点Vp位于画面的中心。
另一方面，在车辆5以相对于直线道路向右偏离地斜行的方式行驶的情况下，车道等消失的消失点Vp如图18所示位于向画面的左侧偏移的位置。此时的消失点Vp的偏移量成为由前进道路偏移角Rf相对于车载相机的视角的比例决定的量。例如，若相对于车载相机的水平方向的视角而前进道路偏移角Rf的比例为1/2，则消失点Vp的偏移量成为画面宽度的一半。若例如在前进道路偏移角Rf＝0时的消失点Vp的位置如图17所示处于画面的中心时上述的前进道路偏移角Rf的比例为1/2，则消失点Vp从中心偏移画面宽度的1/2而位于画面端。另外，若相对于车载相机的水平方向的视角而前进道路偏移角Rf的比例为1/4，则消失点Vp从画面的中心的偏移量成为画面宽度的1/4。
像这样，若能够推定前进道路偏移角Rf等车辆的行进方向，则能够推定拍摄图像551中的消失点Vp的位置而能够掌握拍摄图像551中的道路结构。若知晓车道等消失的消失点Vp的位置，则能够推定拍摄图像551中的车道的区域、路侧的区域等。若能够进行这样的区域的推定，则能够效率良好地实施图像识别。例如，若能够推定车道的区域，则能够效率良好地实施用于识别划分车道的行车道标记的处理，抑制误检测而能够提高识别率。另外，例如，若能够推定路侧的区域，则能够提高设置于路侧的标识、信号等的识别率。
另外，也可以推定三维的道路结构。若是车辆5具备例如计测转向角的传感器的情况，则能够如图19所示利用转向角来预测车辆5的前进道路Es。此时，若前进道路偏移角Rf为零，则能够将沿着预测到的前进道路Es的区域A推定为车道的区域。而且，若能够从地图数据库等取得是单侧单车道的对面行驶的道路这一地图信息，则在例如左侧通行的情况下，能够将区域A的右侧的区域B推定为相向车道的区域，能够将区域A的左侧的区域C推定为路侧的区域。若是例如通过基于车载相机的图像识别、激光雷达等有源传感器等来识别标识、护栏等路侧物的情况，则通过将区域C作为主要的对象来实施处理，能够减少处理负荷而能够提高效率。另外，若是例如在与相向车擦身而过时自动地切换为近光束的系统，则通过将区域B作为主要的对象而捕捉相向车，能够抑制由街灯等光导致的误动作于未然。
另外，例如，若能够从地图数据库等取得是单侧双车道的四车道的道路这一地图信息并且能够从基础设施侧取得行驶中的车道是靠中央的车道这一信息，则能够将区域C推定为并列行驶车道的区域。作为从基础设施侧提供信息的方法，例如有使磁性标识器10的极性按每个车道而不同来提供车道的信息的方法等。
需要说明的是，关于其他结构及作用效果，与实施例1是同样的。
(实施例4)
本例是对实施例1的车辆用系统1追加了车道的脱离警报的功能的例子。
关于该内容，参照图20进行说明。
图20例示出车道宽度为Wr且沿着中央排列有磁性标识器10的车道100上的车辆5(车宽度Wc)以速度V(m/秒)、前进道路偏移角Rf在车道100上斜行的行驶状况。需要说明的是，该图是俯瞰车辆5行驶的平面的图，水平方向相当于车宽方向，铅垂方向相当于前进方向。另外，在该图中，在图中仅示出第二个磁性标识器10，包括第一个在内，省略了磁性标识器10的图示。
对通过了第二个磁性标识器10时的横向偏移量为Of2且此时推定出的前进道路偏移角为Rf时的脱离警报进行说明。该脱离警报是基于具备作为预测下述的脱离时间的预测部、发出脱离警报的警报装置的功能的控制单元的警报。
关于运算在车道100上行驶中的车辆5斜行而前进道路偏移角为Rf时、作为到车辆5脱离车道100为止的时间的脱离时间的步骤，一边参照下述的式3～6一边进行说明。
首先，在图20中，从以单点划线所示的车道100的中央到车辆5的侧端为止的距离D1能够通过下式来运算。
D1＝(Wc/2+Of2)×cosRf
这样一来，车辆5斜行侧的车道的边界(例如行车道标记)100E与车辆5的侧面的距离D2如下式。
D2＝Wr/2-D1
另一方面，车辆5的速度V(m/秒)中的、车宽方向的速度分量Vx(m/秒)如下式。
Vx＝V×sinRf
因此，在维持前进道路偏移角Rf而车辆5以速度V(m/秒)行驶的情况下，可以将到达车道100的边界100E所需的下式的时间Tr作为脱离时间而算出。
Tr＝D2/Vx
若利用该脱离时间Tr，则能够实施高精度的脱离警报。例如也可以是，若脱离时间Tr为20秒以上则不实施警报，在脱离时间Tr为10秒～20秒的情况下发出平稳的警报，在脱离时间Tr为10秒以下的情况下发出用于促使注意的警报或者报告紧急的警报。需要说明的是，关于脱离时间的阈值，能够适当变更。作为平稳的警报，例如有“乒乓”等铃声等。作为报告紧急的警报，例如有“哔、哔、哔”这样的反复的蜂鸣器音等。
需要说明的是，也可以取代脱离时间，运算作为在脱离车道之前行驶的预测距离的脱离距离，根据该脱离距离的大小来发出脱离警报。脱离距离可以将作为车道方向的速度分量的(V×cosRf)乘以脱离时间Tr来算出。
需要说明的是，关于其他结构及作用效果，与实施例1是同样的。
(实施例5)
本例是基于实施例1的车辆用系统而构成为能够推定车辆的行进方向相对于车辆的行驶道路的路径方向的偏差的例子。
行驶道路上的磁性标识器的铺设位置存在误差，相对于行驶道路的路径方向，连结相邻的磁性标识器的位置的线段方向未必一致。若要提高该一致精度，则有可能伴有磁性标识器的铺设成本的上升。于是，要求某种程度上允许磁性标识器的铺设位置的误差的同时高精度地推定车辆的行进方向相对于行驶道路的路径方向的偏差的技术。
本例的车辆用系统是通过构成为能够取得能够确定上述的线段方向相对于行驶道路的路径方向的偏差的信息从而实现了上述的技术的例子。
在实施例1中，推定表示车辆的行进方向相对于所述线段方向的第一偏差的横向偏移角Rf。在本例中，确定所述线段方向相对于行驶道路的路径方向的第二偏差，基于该第二偏差和上述的第一偏差，能够推定车辆的行进方向相对于行驶道路的路径方向的第三偏差。
作为确定所述线段方向相对于行驶道路的路径方向的偏差(第二偏差)的结构，例如有以下的结构。
(1)构成为，设置存储包含各磁性标识器在车宽方向上从行驶道路的中心的偏移的信息在内的地图信息的地图数据库，从地图数据库取得检测到的磁性标识器的偏移的信息，确定连结两个磁性标识器的位置的线段方向相对于行驶道路的路径方向的偏差(第二偏差)。
(2)构成为，设置存储除了行驶道路的中心的绝对位置的信息之外还包含磁性标识器的绝对位置的信息在内的地图信息的地图数据库，根据行驶道路的中心的绝对位置的信息来确定行驶道路的路径方向，并且根据磁性标识器的绝对位置的信息来确定连结磁性标识器的位置的线段方向。并且，确定连结磁性标识器的位置的线段方向相对于行驶道路的路径方向的偏差(第二偏差)。
需要说明的是，在上述的任一构成中，作为地图数据库，都是既可以是保存于搭载于车辆的存储介质的地图数据库，也可以是保存于能够经由互联网等连接的服务器装置的存储介质的地图数据库。
也可以是，将接受来自外部的电力供给而动作并能够无线输出信息的无线通信RF-ID标签附设于磁性标识器，将接收RF-ID标签发送的上述的偏移的信息的接收装置设置于车辆侧。也可以从RF-ID标签发送行驶道路的中心的绝对位置的信息及磁性标识器的绝对位置的信息。
关于其他结构及作用效果，与实施例1是同样的。
(实施例6)
本例是基于实施例1的车辆用系统而能够确定推定出车辆的行进方向的偏差的时间点的车辆的绝对位置的系统的例子。
在本例的车辆用系统中，能够从地图数据库取得表示磁性标识器的绝对位置的信息，能够根据检测到的磁性标识器的绝对位置确定车辆的绝对位置。作为地图数据库，既可以是保存于搭载于车辆的存储介质的地图数据库，也可以是保存于能够经由互联网等连接的服务器装置的存储介质的地图数据库。
若能够确定车辆的绝对位置，则例如通过参照存储能够确定行驶道路的路径方向的地图信息的数据库，能够掌握车辆的前方的行驶道路的形状等。并且，若将前方的行驶道路的形状与推定出的车辆的行进方向的偏差进行比较，则对于推定出的车辆的行进方向能够推定危险度等。例如，在行驶于右侧车道的车辆到达了左弯道的跟前的位置时，在车辆的行进方向的偏差为朝向右方的情况下，能够做出危险度高这一推定。
需要说明的是，关于其他结构及作用效果，与实施例1是同样的。
以上，如实施例那样详细地说明了本发明的具体例，但这些具体例只不过公开了技术方案所包含的技术的一例。当然，不应该利用具体例的结构、数值等对技术方案进行限定性解释。技术方案包含利用公知技术、本领域技术人员的知识等而将所述具体例进行各种变形、变更或适当组合而成的技术。
附图标记说明：
1 车辆用系统
10 磁性标识器
100 车道
11 传感器单元(横向偏移量计测部)
110 检测处理电路
12 控制单元(前进道路推定部)
21 MI元件
5 车辆。

Claims (12)

1.一种车辆用系统，其中，
所述车辆用系统具备：
横向偏移量计测部，其计测车辆相对于磁性标识器在车宽方向上的位置偏差即横向偏移量；
前进道路推定部，其利用相对于设有间隔地配设于车辆行驶的路面上的两个磁性标识器的横向偏移量的差量，来推定车辆的行进方向相对于线段方向的偏差，所述线段方向是连结两个所述磁性标识器的位置的方向；以及
在横向偏移量计测部检测到第一个磁性标识器时，将用于检测第二个磁性标识器的横向偏移量计测部的检测期间设定为包含预测横向偏移量计测部检测到所述第二个磁性标识器的时刻的期间的单元，
所述横向偏移量计测部在所述检测期间内反复执行检测所述第二个磁性标识器的标识器检测处理。
2.根据权利要求1所述的车辆用系统，其中，
所述横向偏移量计测部配置于空开与两个所述磁性标识器相同的间隔地在车辆的前后方向上分离开的至少两个部位，
所述前进道路推定部利用空开与两个所述磁性标识器相同的间隔地分离开的两个横向偏移量计测部中的前侧的横向偏移量计测部针对两个所述磁性标识器中的位于车辆的行进侧的一方的磁性标识器而计测到的横向偏移量与后侧的横向偏移量计测部针对另一方的磁性标识器而计测到的横向偏移量的差量，来推定所述车辆的行进方向相对于线段方向的偏差。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用系统，其中，
两个所述磁性标识器沿着车辆行驶的行驶道路的路径方向配设。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用系统，其中，
所述车辆用系统具备计测车辆的速度的车速传感器，
所述前进道路推定部根据由所述车速传感器计测出的车辆的速度而变更用于所述车辆的行进方向相对于线段方向的偏差的推定的两个所述磁性标识器的间隔。
5.根据权利要求1或2所述的车辆用系统，其中，
所述车辆用系统具备计测车辆的速度的车速传感器，
所述磁性标识器沿着用来区分车辆行驶的车道配设，
所述车辆用系统具备：预测部，其利用所述横向偏移量、所述车辆的行进方向相对于线段方向的偏差、及由所述车速传感器计测出的车辆的速度，来预测直至车辆脱离所述车道为止的时间及距离中的至少任一方；以及警报装置，其根据该预测部预测的时间或距离发出警报。
6.根据权利要求1或2所述的车辆用系统，其中，
所述磁性标识器沿着用来区分车辆行驶的车道配设，
所述车辆用系统具备利用所述横向偏移量及所述车辆的行进方向相对于线段方向的偏差来推定以本车为基准的二维的道路结构或三维的道路结构的道路结构推定部。
7.根据权利要求6所述的车辆用系统，其中，
所述道路结构推定部根据推断出的所述二维的道路结构或所述三维的道路结构来推断构成道路结构的区域。
8.根据权利要求1或2所述的车辆用系统，其中，
所述前进道路推定部取得能够确定所述线段方向相对于车辆行驶的行驶道路的路径方向的偏差的信息，并基于利用该信息确定出的线段方向相对于所述路径方向的偏差、以及车辆的行进方向相对于所述线段方向的偏差，来推定所述车辆的行进方向相对于所述行驶道路的路径方向的偏差。
9.根据权利要求8所述的车辆用系统，其中，
在磁性标识器附设有能够通过无线通信来输出信息的RF-ID标签，所述前进道路推定部能够利用从附设于所述磁性标识器的RF-ID标签接收到的信息来确定所述线段方向相对于所述行驶道路的路径方向的偏差。
10.根据权利要求1或2所述的车辆用系统，其中，
通过取得所述磁性标识器的绝对位置，来确定推定出所述车辆的行进方向的偏差的时间点的车辆的绝对位置。
11.一种前进道路推定方法，其中，
分别计测车辆相对于两个磁性标识器在车宽方向上的位置偏差即横向偏移量，通过算出相对于两个所述磁性标识器的横向偏移量的差量，来推定车辆的行进方向相对于路径方向的偏差，其中，两个所述磁性标识器沿着车辆的行驶道路的所述路径方向设有间隔地配设，在检测到第一个磁性标识器时，将用于检测第二个磁性标识器的横向偏移量计测部的检测期间设定为包含预测横向偏移量计测部检测到所述第二个磁性标识器的时刻的期间，在所述检测期间内反复执行检测所述第二个磁性标识器的标识器检测处理。
12.根据权利要求11所述的前进道路推定方法，其中，
所述横向偏移量计测部配置于空开与两个所述磁性标识器相同的间隔地在车辆的前后方向上分离开的至少两个部位，
利用空开与两个所述磁性标识器相同的间隔地分离开的两个横向偏移量计测部中的前侧的横向偏移量计测部针对两个所述磁性标识器中的位于车辆的行进侧的一方的磁性标识器而计测到的横向偏移量与后侧的横向偏移量计测部针对另一方的磁性标识器而计测到的横向偏移量的差量，来推定车辆的行进方向相对于所述路径方向的偏差。
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