CN110383359A - 标识器检测系统及标识器检测方法 - Google Patents

标识器检测系统及标识器检测方法 Download PDF

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Abstract

标识器检测方法用于利用安装于车辆(5)的传感器单元(11)来检测铺设于道路的磁性标识器(10)，在包括在车辆(5)的前后方向上分离开地配置的2个传感器单元(11)和以能够由2个传感器单元(11)同时检测到的方式以相等的间隔配置的2个磁性标识器(10)的标识器检测系统(1)中，通过将2个传感器单元(11)同时检测到的磁产生源检测为磁性标识器(10)，来抑制误检测。

Description

标识器检测系统及标识器检测方法
技术领域
本发明涉及用于检测铺设于道路的磁性标识器的标识器检测系统及标识器检测方法。
背景技术
以往，已知有用于将铺设于道路的磁性标识器利用于车辆控制的车辆用的标识器检测系统(例如，参照专利文献1。)。若使用这样的标识器检测系统，例如利用车辆的磁传感器等检测沿着车道铺设的磁性标识器，则能够实现自动转向控制、车道脱离警报、自动驾驶等各种驾驶支援。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-202478号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述以往的标识器检测系统中，存在如下问题。即，存在有可能由于作用于磁传感器等的各种干扰磁而磁性标识器的检测可靠性受损这一问题。例如，并行的车辆、错车的车辆等也有可能成为干扰磁的发生源。
本发明是鉴于上述以往的问题点而完成的，要提供一种能够抑制误检测的标识器检测系统及标识器检测方法。
用于解决课题的方案
本发明的一方案是一种标识器检测系统，其利用安装于车辆的磁检测单元来检测铺设于道路的磁性标识器，其中，
所述标识器检测系统包括：
在车辆的前后方向上分离开地配置的至少2个磁检测单元；以及
以能够由该至少2个磁检测单元同时检测到的方式，以与该至少2个磁检测单元相同数量且相等的间隔配置的至少2个磁性标识器。
本发明的一方案是一种标识器检测方法，其用于利用安装于车辆的磁检测单元来检测铺设于道路的磁性标识器，其中，
一方面，作为所述磁检测单元，包括在车辆的前后方向上分离开地配置的至少2个磁检测单元，
另一方面，作为所述磁性标识器，包括以能够由所述至少2个磁检测单元同时检测到的方式，以与该至少2个磁检测单元形态数量且相等的间隔配置的至少2个磁性标识器，
将所述至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
发明效果
本发明的标识器检测系统是包括以与车辆侧的所述至少2个磁检测单元的间隔相等的间隔配置的所述至少2个磁性标识器的系统。并且，本发明的标识器检测方法中，将所述至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
例如，在由带有磁的落下物引起的磁产生源、检修口等磁产生源等存在于路面时，所述至少2个磁检测单元中的仅某一部分检测到磁产生源的可能性高。于是，作为用于检测为所述磁性标识器的条件，若设定是所述至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源这一条件，则能够降低将例如落下物、检修口等磁产生源误检测为所述磁性标识器的可能性。
如以上那样，本发明的标识器检测系统及标识器检测方法是能够抑制误检测的优异的特性的系统或方法。
附图说明
图1是示出标识器检测系统的说明图。
图2是示出磁性标识器的说明图。
图3是示出标识器检测系统的车辆侧的结构的框图。
图4是例示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5是例示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6是标识器检测处理的说明图。
图7是通过磁性标识器以外的磁产生源时的标识器检测处理的说明图。
图8是磁性标识器的其他铺设图案的说明图。
图9是磁性标识器的磁极性的图案的说明图。
图10是基于其他标识器检测系统的标识器检测处理的说明图。
具体实施方式
对本发明中的优选的方案进行说明。
在本发明中，所述至少2个磁性标识器优选以磁极性形成规定的图案的方式配置。
在采用了这样的配置的情况下，在所述至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源的磁极性的组合与所述规定的图案一致时，可以将该至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
在该情况下，根据作用于所述至少2个磁检测单元的磁极性是否为所述规定的图案，能够有效地抑制所述磁性标识器以外的磁产生源导致的误检测。尤其是，关于在道路施工中的路面铺设的大的铁板、桥的钢筋等超过车辆的全长的大的磁产生源，有可能所述至少2个磁检测单元同时检测到磁。若将所述磁极性的图案追加至条件，则能够避免上述那样的大的磁产生源导致的误检测。
本发明中的优选的一方案的标识器检测系统，可以是，
所述标识器检测系统包括能够检测所述磁性标识器但与所述至少2个磁检测单元不同的其他磁检测单元，
该其他磁检测单元以在所述至少2个磁检测单元同时检测到所述至少2个磁性标识器时不会检测到所述磁性标识器的方式安装于车辆。
在采用了该其他磁检测单元的情况下，在一方面所述至少2个磁检测单元同时检测到磁产生源、另一方面所述其他磁检测单元未检测到磁产生源时，可以将该至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
像这样，若设定所述至少2个磁检测单元同时检测到磁产生源而所述其他磁检测单元未检测到磁产生源这一条件，则能够提高所述磁性标识器的检测可靠性。该条件尤其对于避免由在道路施工中的路面铺设的大的铁板、桥的钢筋等超过车辆的全长的磁产生源引起的误检测来说是有效的。
在本发明中，可以是，包括所述至少2个磁性标识器在内，各磁性标识器在道路方向上以大致恒定的间隔配置。
在该情况下，不会发生一方面与所述至少2个磁性标识器相等的间隔的所述至少2个磁检测单元中的一部分能够检测到所述磁性标识器、另一方面剩余的一部分不能检测到所述磁性标识器的状况。在检测到所述磁性标识器时，必定所述至少2个磁检测单元同时检测到磁产生源。
实施例
关于本发明的实施方式，使用以下的实施例来进行具体说明。
(实施例1)
本例是关于用于检测铺设于道路的磁性标识器10的标识器检测系统1及标识器检测方法的例子。关于该内容，使用图1～图10来进行说明。
如图1，本例的标识器检测系统1是用于利用安装于车辆5的作为磁检测单元的一例的传感器单元11来检测铺设于道路的磁性标识器10的系统。
该标识器检测系统1构成为包括：2个传感器单元11，它们在车辆5的前后方向上分离开地配置；以及2个磁性标识器10，它们以能够由该2个传感器单元11同时检测到的方式，以与该2个传感器单元11相同数量且相等的间隔配置。以下，在说明磁性标识器10之后，对包含磁传感器Cn(图3)的传感器单元11、判断磁产生源是否为磁性标识器10的检测单元12进行说明。
如图1及图2，磁性标识器10是铺设于车辆5行驶的道路的路面100S的标识器。磁性标识器10沿着作为道路的行驶区分的车道的中央而以2m间隔配置。以下，将磁性标识器10的2m的间隔称作标识器跨度M。
磁性标识器10呈直径20mm、高度28mm的柱状，以收容于在路面100S设置的孔的状态铺设。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铁氧体塑料磁体，具备最大能积(BHmax)＝6.4kJ/m3这一特性。需要说明的是，磁性标识器10以N极成为表面侧的方式铺设于路面100S。
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在作为传感器单元11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(微特斯拉)的磁通密度的磁。需要说明的是，形成磁性标识器10的磁铁的表面磁通密度Gs为45mT。
接着，对构成标识器检测系统1的传感器单元11及检测单元12进行说明。
如图1及图3，传感器单元11是安装于车辆5的底面的磁检测单元。传感器单元11配置于在车辆5的前后方向上空开2m的间隔(传感器跨度S)的2个部位。前侧的传感器单元11安装于前车轴的后侧，后侧的传感器单元11安装于后车轴的前侧。在本例的车辆5的情况下，以路面100S为基准的安装高度均为200mm。
各传感器单元11具备沿着车宽方向在一直线上排列的15个磁传感器Cn(n为1～15的整数)和内置有未图示的CPU等的检测处理电路110(图3)。
在本例中采用的磁传感器Cn是利用非晶线等感磁体的阻抗根据外部磁场而敏感地变化这一公知的MI效果(Magnet Impedance Effect)来检测磁的MI传感器。磁传感器Cn以感磁体沿着铅垂方向的方式组装于传感器单元11，以使得能够检测铅垂方向的磁。
磁传感器Cn的磁通密度的测定范围为±0.6mT，且实现了测定范围内的磁通分辨率为0.02μT这样的高灵敏度。如上所述，磁性标识器10在作为传感器单元11的安装高度而设想的范围的上限即250mm作用有8μT左右的磁。通过磁通分辨率为0.02μT的磁传感器Cn，能够可靠性高地感知磁性标识器10的磁。若是本例的安装高度200mm的传感器单元11，则能够更具有余裕地检测磁性标识器10的磁。
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
检测处理电路110(图3)是执行用于检测磁性标识器10的磁检测处理(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(centralprocessing unit)之外，还利用ROM(read only memory)、RAM(random access memory)等存储器元件等而构成。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磁检测处理等。检测处理电路110生成的磁检测结果被向检测单元12输入。
如图1及图3，检测单元12是控制前侧及后侧的传感器单元11并且输出磁性标识器10的检测结果的单元。检测单元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)。该检测单元12除了前侧及后侧的传感器单元11之外，还与车辆ECU、计测车辆的速度的车速传感器等电连接。
该检测单元12取入各传感器单元11的磁检测结果，生成作为是否检测到磁性标识器10的判断结果等的标识器检测结果并输出。标识器检测结果被向未图示的车辆ECU输入，被用于车道维持用的自动转向控制、车道脱离警报、自动驾驶等车辆侧的各种控制。
检测单元12利用前侧的传感器单元11及后侧的传感器单元11的磁检测结果，执行用于对磁性标识器进行检测等标识器检测处理。并且，生成作为是否检测到磁性标识器10的判断结果等标识器检测结果，向车辆ECU输入。
接着，对用于各传感器单元11检测磁产生源的(1)磁检测处理进行说明，然后对基于检测单元12的(2)标识器检测处理进行说明。
(1)磁检测处理
前侧及后侧的传感器单元11通过检测单元12的控制而以3kHz的周期执行磁检测处理。传感器单元11在每个磁检测处理的执行周期(p1～p7)，对15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获得车宽方向的磁分布(参照图4。)。该车宽方向的磁分布中的峰值在通过磁性标识器10等磁产生源时成为最大(图4中的p4的周期)。
在车辆5沿着铺设有磁性标识器10的所述车道行驶时，上述的车宽方向的磁分布的峰值如图5那样，每当通过磁性标识器10时出现。传感器单元11执行与该峰值相关的阈值判断，在为规定的阈值以上时，判断为检测到有可能是磁性标识器10的磁产生源。
需要说明的是，传感器单元11在检测到磁产生源时，确定哪一个磁传感器Cn的磁计测值为峰值。并且，确定峰值的磁传感器Cn距传感器单元11的中央位置的在车宽方向上的位置偏移量，计测为车辆5相对于磁性标识器10的横向偏移量。
(2)标识器检测处理
检测单元12控制前侧的传感器单元11及后侧的传感器单元11而取得各自的磁检测结果。并且，检测单元12基于所取得的2个磁检测结果的组合，执行用于检测磁性标识器10的标识器检测处理。
检测单元12在后侧的传感器单元11在与前侧的传感器单元11检测到磁产生源的时间点同时的时间点检测到磁产生源时，判断为各磁产生源是磁性标识器10。如图6所例示，当前侧及后侧的传感器单元11到达磁性标识器10的正上方时，如在表示磁计测值的时间变化的该图中的图表所例示，各传感器单元11的磁计测值同时成为峰值。在各传感器单元11的磁计测值同时迎来了峰值时，检测单元12判断为各磁产生源是磁性标识器10。
需要说明的是，前侧及后侧的传感器单元11检测到磁产生源的时间点为同时，并不是指严格的物理上的同时。例如，若处于车辆5行驶2m的标识器跨度M的1/4即0.5m左右的时间范围内，则前侧及后侧的传感器单元11不会检测到相同的磁产生源。于是，在标识器检测处理中，在该时间范围内前侧及后侧的传感器单元11检测到磁产生源时，当作同时。
具体而言，检测单元12将前侧及后侧的传感器单元11中的、瞬间先行检测到磁产生源的一方的传感器单元11的检测时间点(第一时间点)作为基准，将车辆行驶0.5m所需的时间范围设定为检测期间。若另一方的传感器单元11检测到磁产生源的检测时间点(第二时间点)包含于该检测期间内，则能够视为前侧及后侧的传感器单元11同时检测到磁产生源。在该情况下，检测单元12将前侧及后侧的传感器单元11同时检测到的各磁产生源判断为是磁性标识器10。需要说明的是，上述瞬间先行检测到磁产生源的时间点，意味着检测单元12如上述那样能够当作同时的检测时间点中的、检测到的时间点严格地在时间上早的检测时间点。
检测单元12在将传感器单元11检测到的磁产生源判断为是磁性标识器10时，将检测到磁性标识器10的意旨的标识器检测结果向车辆ECU输入。需要说明的是，此时检测单元12同时输入由各传感器单元11如上述那样计测到的横向偏移量。与检测到磁性标识器10的意旨一并地取得了横向偏移量的车辆ECU将横向偏移量作为控制输入而能够实施车道追随控制等驾驶支援控制。
另一方面，在尽管任一传感器单元11检测到磁产生源但另一方的传感器单元11却未能同时检测到磁产生源的情况下，检测单元12关于所述任一传感器单元11检测到的磁产生源，判断为不是磁性标识器10而存在误检测的可能性。
这样的状况有可能在例如如图7那样任一传感器单元11检测到磁性标识器10以外的磁产生源10F的磁时发生。在该情况下，一方面后侧的传感器单元11的磁计测值成为峰值，另一方面前侧的传感器单元11的磁计测值仍低。此时，检测单元12关于后侧的传感器单元11检测到的磁，判断为来源于磁性标识器10以外的磁产生源10F。
如以上那样，在本例的标识器检测系统1中，道路侧的标识器跨度M与车辆侧的传感器跨度S一致。若采用这样的结构，则在前侧及后侧的传感器单元11同时检测到磁产生源时，能够将这些磁产生源判断为是磁性标识器10。
在一方面任一方的传感器单元11检测到磁产生源、另一方面另一方的传感器单元11未检测到磁产生源的情况下，关于检测到的磁产生源，能够判断为不是磁性标识器10的可能性高。根据这样的判断，能够将落下物、检修口等磁产生源判断为不是磁性标识器的可能性高，能够避免误检测。
需要说明的是，本例是将磁性标识器10以恒定的间隔(标识器跨度M)配置于道路的例子。也可以取代此，如图8，一方面将分离开标识器跨度M的2个磁性标识器10铺设于1处铺设部位101，另一方面以比标识器跨度M长的10m、20m等的间隔配置铺设部位101。关于磁性标识器10以恒定的间隔(标识器跨度M＝2m)铺设的本例，可以说成是将配置有2个磁性标识器10的铺设部位101以2m间隔连续地设置的结构例。
而且，也可以将每1处铺设部位的磁性标识器10的数设为3个以上。在该情况下，磁性标识器10的间隔可以是等间隔，也可以是不等间隔。在车辆5侧，可以将与每1处铺设部位的磁性标识器10的数量相同数量的传感器单元11以相同的间隔安装。
也可以如以黑圆表示N极的磁性标识器10N并以白圆表示S极的磁性标识器10S的图9，构成为磁性标识器10的表面侧的磁极性形成规定的图案。在该情况下，在前侧的传感器单元11和后侧的传感器单元11，能够同时检测到形成规定的磁极性的图案的2个磁性标识器10。若除了能够同时检测这一条件之外，还追加设定同时检测到的2个磁性标识器10的磁极性形成规定的图案这一条件，则能够进一步降低磁性标识器10以外的磁产生源的误检测。
磁极性的图案例如可以考虑(N极-S极)这一组合的图案、(S极-N极)这一组合的图案等。而且，也可以按磁性标识器的铺设部位变更磁极性的组合的图案。尤其是，若设定包括N极和S极这两方的图案，则能够避免由例如埋设于桥的钢筋、钢筋混凝土的隧道、为了道路施工而铺设于路面的大的铁板等作用有一样的磁的大的磁产生源导致的误检测。
而且，例如，在像(N极-N极)这样利用括弧来表示1个铺设部位的组合的图案时，关于连续的多个部位，也可以设定(N极-S极)、(S极-N极)、(N极-S极)、(S极-N极)…这样的图案。在该情况下，成为属于相邻的2处的铺设部位的4个磁性标识器中的内侧的2个磁性标识器的磁极性为相同的组合，能够在不同的铺设部位之间形成磁极性的图案。另外，例如，在将N极当作位1，将S极当作位0时，也可以以形成特定的数据系列的方式设定各铺设部位的图案。
也可以如图10，一方面在各铺设部位101铺设2个磁性标识器10，另一方面在车辆5侧，将能够同时检测到这2个磁性标识器10的2个传感器单元11在前后方向上配置，在其中间配置第三个其他传感器单元11。在该情况下，作为用于判断为是磁性标识器的条件，可以设定一方面两外侧的传感器单元11同时检测到磁产生源、另一方面中间的传感器单元11没有检测到磁产生源这一条件。
在车辆通过在道路施工中的路面铺设的大的铁板、钢筋混凝土的隧道、埋设于桥的钢筋等大的磁产生源之上的情况、有可能成为磁产生源的拖车等大型车辆并列行驶那样的情况等，有可能对于全部传感器单元11一样地作用有磁。于是，也可以如图10那样，设定一方面两外侧的传感器单元11同时检测到磁产生源、另一方面中间的传感器单元11未检测到磁产生源这一条件。若设定这样的条件，则例如能够未然地避免由对各传感器单元11一样地作用有磁的大的磁产生源引起的误检测。
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。若利用在多个轴向上具有灵敏度的磁传感器，则能够与磁的大小一并地计测磁的作用方向，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。
在本例中，例示了直径20mm、高度28mm的柱状的磁性标识器10，但是，也可以采用例如厚度1～5mm且直径80～120mm程度的片状的磁性标识器。作为该磁性标识器的磁铁，例如可以采用与办公用或者在厨房等中利用的磁体片相似的磁铁即铁氧体橡胶磁体等。
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 标识器检测系统
10 磁性标识器
101 铺设部位
11 传感器单元(磁检测单元)
110 检测处理电路
12 检测单元
5 车辆。

Claims (7)

1.一种标识器检测系统，其利用安装于车辆的磁检测单元来检测铺设于道路的磁性标识器，其中，
所述标识器检测系统包括：
在车辆的前后方向上分离开地配置的至少2个磁检测单元；以及
以能够由该至少2个磁检测单元同时检测到的方式，以与该至少2个磁检测单元相同数量且相等的间隔配置的至少2个磁性标识器。
2.根据权利要求1所述的标识器检测系统，其中，
所述至少2个磁性标识器以磁极性形成规定的图案的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的标识器检测系统，其中，
所述标识器检测系统包括能够检测所述磁性标识器但与所述至少2个磁检测单元不同的其他磁检测单元，
该其他磁检测单元以在所述至少2个磁检测单元同时检测到所述至少2个磁性标识器时不会检测到所述磁性标识器的方式安装于车辆。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的标识器检测系统，其中，
包括所述至少2个磁性标识器在内，各磁性标识器在道路方向上以大致恒定的间隔配置。
5.一种标识器检测方法，其用于利用安装于车辆的磁检测单元来检测铺设于道路的磁性标识器，其中，
一方面，作为所述磁检测单元，包括在车辆的前后方向上分离开地配置的至少2个磁检测单元，
另一方面，作为所述磁性标识器，包括以能够由所述至少2个磁检测单元同时检测到的方式，以与该至少2个磁检测单元相同数量且相等的间隔配置的至少2个磁性标识器，
将所述至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
6.根据权利要求5所述的标识器检测方法，其中，
所述至少2个磁性标识器以磁极性形成规定的图案的方式配置，
在所述至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源的磁极性的组合与所述规定的图案一致时，将该至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
7.根据权利要求5或6所述的标识器检测方法，其中，
包括能够检测所述磁性标识器但与所述至少2个磁检测单元不同的其他磁检测单元，
该其他磁检测单元以在所述至少2个磁检测单元同时检测到所述至少2个磁性标识器时不会检测到所述磁性标识器的方式安装于车辆，
在一方面所述至少2个磁检测单元同时检测到磁产生源、另一方面所述其他磁检测单元未检测到磁产生源时，将该至少2个磁检测单元同时检测到的磁产生源检测为所述磁性标识器。
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