CN112689583A - 生成磁场的方法、利用磁场检测车道的方法以及使用该方法的车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了一种生成磁场的方法、一种通过使用磁场检测车道的方法以及一种使用该方法的车辆。根据本发明,利用附接至车辆的磁传感器来检测从涂覆有包含磁性粒子的道路标记涂料的车道输出的磁场,并且可以基于检测到的磁场来检测多个车道。

Description

生成磁场的方法、利用磁场检测车道的方法以及使用该方法 的车辆
技术领域
本发明描述了总体涉及上一种生成磁场的方法、一种利用磁场检测车道的方法以及使用该方法的车辆,更具体地,涉及一种感测由具有含有磁性粒子的道路标记涂料的车道线生成的磁场的技术,从而可以检测道路上的车道。
本申请要求于2018年8月2日提交的韩国专利申请10-2018-0090329和2019年6月19日提交的韩国专利申请10-2019-0072582的权益,其全部内容通过引用合并于此。
背景技术
在车辆的自动驾驶中,检测道路上绘制的车道线是基本的要求。大多数自动驾驶汽车使用光学方法检测绘制在道路上的车道线。但是,当大量的雨水使视野模糊时、道路上有积雪时或在夜间难以确保清晰视野的情况下,很难以光学方式识别车道线,从而在自动驾驶中导致严重的问题。
近来,为了解决该问题,已经提出了一种在道路上放置磁性标记并使用附接在车辆上的磁传感器检测车道线的方法。但是,该技术的问题在于效率低下,因为必须在所有道路的中心放置昂贵的永磁体。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种方法,该方法能够通过基于磁传感器识别绘制在道路上的车道线的类型来检测车道线。
本发明的另一个目的是提供一种方法,该方法能够不受天气状况或能见度的影响而检测车道线,从而防止在使用其他方法检测车道线时可能发生的严重事故。
本发明的另一个目的是提供一种方法,该方法能够不受天气状况或能见度的影响而使用附接至车辆的磁传感器准确地测量车辆的速度。
本发明的又一个目的是通过排除可能在道路上发生的各种类型的噪声的影响来更准确地计算车辆的位置或速度。
技术方案
一种用于实现上述目的的车道检测方法可以包括:基于附接至车辆的磁传感器来感测与包括在多条车道线中的磁性粒子相对应的磁场;以及基于磁场检测多条车道线。
在本文中,车道检测方法可以进一步包括基于磁场对多条车道线的类型进行分类。
在本文中,分类可以被配置为基于与每条车道线相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任一个来对多条车道线的类型进行分类。
在本文中,车道检测方法还可包括:基于磁场生成关于多条车道线中的至少一条与车辆之间的距离的信息;以及利用距离信息生成关于车辆在道路上的行车位置信息;以及基于行车位置信息,生成针对车辆的驾驶控制信号和针对驾驶员的警报通知中的至少一个。
在本文中,车道检测方法还可以包括针对每个感测到的磁场设置磁场校正间隔并且校正对应于所述磁场校正间隔的数据,在所述磁场校正间隔中,磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率。
在本文中,设置磁场校正间隔可以被配置为基于对车辆传感器数据的考虑来设置磁场校正间隔,所述磁场校正间隔与其中磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率的间隔对应。
在本文中,车道检测方法可以进一步包括:基于磁传感器,感测由包括在每条车道线中的磁性粒子生成的磁场;以及使用车道线的交变磁图案和所感测到的磁场来计算车辆的速度。
在本文中,计算可以被配置为基于与所感测到的磁场的频率对应的第二频率和与交变磁图案的频率对应的第一频率的比率来计算车辆的速度。
在本文中,车道检测方法还可以包括:基于道路的限速和车辆的速度,确定车辆是否超速行驶;以及,如果确定车辆正在超速行驶,则向车辆的驾驶员发出警报或提供以使车辆的控制模块降低速度的反馈。
在本文中,磁传感器可以是高灵敏度传感器和低灵敏度传感器彼此组合的复合传感器。
在本文中,磁传感器可以被配置为通过将高灵敏度传感器的感测结果与低灵敏度传感器的感测结果相组合来生成针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
在本文中,生成行车位置信息可以被配置为获取多个磁场感测信号并且使用多个磁场感测信号的信号强度之间的差值生成距离信息,所述多个磁场感测信号是通过基于构成磁传感器的磁传感器单元感测来自车辆的左部和右部的磁场而获得的。
在本文中,每个磁传感器单元可以感测来自车辆的左部/右部、前部、中部和后部中的至少一处的磁场。
在本文中,车道检测方法还可以包括:基于位于所述车辆附近的附加车辆导致的磁场的变形程度生成车辆间信息,所述车辆间信息包括以下至少之一:所述附加车辆的位置以及所述车辆与所述附加车辆之间的距离。
此外,根据本发明实施例的磁场生成方法是使用道路标记涂料的磁场生成方法,并且可以包括:将道路标记涂料涂覆到道路上以指示车道线;根据包含在道路标记涂料中的磁性粒子,输出附接有磁传感器的车辆感测到的磁场。
在本文中,磁性粒子可以被配置为使得添加浓度、磁化图案和剩余磁化特性中的任何一个取决于每个车道线的类型而被不同地设置。
在本文中,磁场生成方法还可包括:基于将道路标记涂料涂覆到道路上的施工设备的车轮的旋转角度,生成与待涂覆到车道线上的交变磁图案相对应的交变磁场;以及将所生成的交变磁场施加于磁性粒子。
在本文中,生成可以被配置为根据车轮的旋转角度计算在施工设备移动时用于保持构造的车道线上的交变磁图案的磁场交变的次数,并且生成与计算出的磁场交变的次数相对应的交变磁场。
此外,根据本发明实施例的车辆可以包括:磁传感器,该磁传感器用于感测与包括在多条车道线中的磁性粒子相对应的磁场;以及处理器,该处理器基于磁场检测多条车道线。
在本文中,处理器可以基于磁场对多条车道线的类型进行分类。
在本文中,处理器可以被配置为基于与每条车道线相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任一个来对多条车道线的类型进行分类。
在本文中,处理器可以被配置为基于磁场生成关于多条车道线中的至少一条与车辆之间的距离的信息,并且基于使用距离信息生成的行车位置信息生成以下至少之一:针对车辆的驾驶控制信号和针对驾驶员的警报通知。
在本文中,处理器可以被配置为针对每个感测到的磁场设置磁场校正间隔并且校正与磁场校正间隔相对应的数据,在该磁场校正间隔中,磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率。
在本文中,处理器可以被配置为基于对车辆传感器数据的考虑来设置磁场校正间隔,所述磁场校正间隔与磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率的间隔对应。
在本文中,处理器可以基于磁传感器来感测由包括在每条车道线中的磁性粒子生成的磁场,并且使用车道线的交变磁图案和感测到的磁场来计算车辆的速度。
在本文中,可以基于与感测到的磁场的频率对应的第二频率和与交变磁图案的频率对应的第一频率的比率来计算车辆的速度。
在本文中,基于道路的限速和车辆的速度,可以确定车辆是否以超速行驶,并且如果确定车辆正在超速行驶,则可以向车辆的驾驶员提供警报,或者可以提供以使车辆的控制模块降低速度的反馈。
在本文中,磁传感器可以是高灵敏度传感器和低灵敏度传感器彼此组合的复合传感器。
在本文中,磁传感器可以被配置为通过将高灵敏度传感器的感测结果与低灵敏度传感器的感测结果相组合来生成针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
在本文中,处理器可以被配置为获取多条磁场感测信号并且使用多条磁场感测信号的信号强度之间的差值生成距离信息,所述多条磁场感测信号是通过基于构成磁传感器的磁传感器单元感测来自车辆的左部和右部的磁场而获得的。
在本文中,每个磁传感器单元可以感测来自车辆的左部/右部、前部、中部和后部中的至少一处的磁场。
在本文中,处理器可以被配置为基于位于所述车辆附近的附加车辆导致的磁场的变形程度生成车辆间信息,所述车辆间信息包括以下至少之一:附加车辆的位置以及所述车辆与附加车辆之间的距离。
在本文中,磁场强度可以被指定为基于磁性粒子的添加浓度和剩余磁化特性中的任一个而被识别。
有益效果
根据本发明,可以提供一种方法,该方法能够通过基于磁传感器识别绘制在道路上的车道线的类型来检测车道线。
此外,本发明可以提供一种能够在不受天气状况或能见度影响的情况下检测车道线的方法,从而防止在使用其他方法检测车道线时可能发生的重大事故。
此外,本发明可以提供一种方法,该方法能够在不受天气状况或能见度的影响的情况下基于附接至车辆的磁传感器而准确地测量车辆的速度。
此外,本发明可以通过排除可能在道路上发生的各种类型的噪声的影响来更准确地计算车辆的位置或速度。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的车道检测系统的示意图;
图2是示出根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法的操作流程图;
图3和图4是示出根据本发明的使用磁场的强度来区分车道线的类型的示例的示意图;
图5至图7是示出根据本发明的使用磁场图案来区分车道线的类型的示例的示意图;
图8是示出根据本发明的附接至车辆的磁传感器的示例的示意图;
图9至图12是示出根据本发明的生成关于车辆在道路上的位置的信息的过程的示例的示意图;
图13是示出根据本发明的磁场校正间隔的示例的示意图;
图14是示出根据本发明的车辆传感器数据的示例的示意图;
图15是示出根据本发明的基于对车辆传感器数据的考虑而设置磁场校正间隔的示例的示意图;
图16是示出根据本发明实施例的速度测量方法的操作流程图;
图17是示出根据本发明的道路标记涂料被涂覆在道路上并且交变磁场被施加在道路上的示例的示意图。
图18是示出根据本发明的与感测到的磁场相对应的第二频率的示例的示意图;
图19是示出根据本发明的频率设置间隔的示例的示意图;
图20是示出根据本发明实施例的磁场生成方法的操作流程图;
图21是示出根据本发明的施工设备的车轮的旋转角度被检测的示例的示意图;以及
图22是示出根据本发明实施例的车辆的框图。
具体实施例
下面将参考附图详细描述本发明。下面将省略被认为不必要地使本发明的主旨模糊的已知功能和配置的描述和重复描述。本发明实施例旨在向本发明所属领域的普通技术人员全面描述本发明。因此,附图中的部件的形状、尺寸等可能被放大以使描述更加清楚。
在下文中,将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是示出根据本发明实施例的车道检测系统的示意图。
参照图1,根据本发明实施例的车道检测系统包括:包含磁性粒子的多条车道线101至103;以及配备有附接至其上的磁传感器111的车辆110。
通常,术语“车道线”表示实线或虚线,“车道线”是通过在道路上涂覆诸如白色、黄色或蓝色涂料之类的涂料以引导车辆的行驶而形成的。基于各种类型的这种车道线,在道路上指示车辆的行驶方向,从而防止发生交通事故,但是由于驾驶员的疏忽大意,有时会发生驾驶员在驾驶车辆的时候忽略车道线的情况。
因此,在过去,为了解决这个问题,使用安装在车辆上的各种类型的传感器来检测绘制在道路上的车道线并且基于关于检测到的车道线的信息向驾驶员提供警报或者控制车辆的行驶的技术已经被开发。
但是,由于大多数常规技术都使用光学方法,因此很难在下雨时、在路面上有积雪时或在夜间等难以获得清晰视野的情况下准确识别车道线,从而导致事故。
因此,本发明旨在提供一种技术,该技术在从车道线通过磁性粒子输出的磁场中检测车道线的位置和类型的同时,还测量车辆的速度,从而使得车辆更准确、更安全地行驶。
首先,如图1中所示,根据本发明实施例的绘制在道路上的多条车道线101至103可以用包含磁性粒子的道路标记涂料来绘制,并且可以输出由附接至车辆110的磁传感器111感测到的磁场。
下面,将基于图1所示的车辆110来描述根据本发明实施例的用于检测车道线的过程。
首先,多条车道线101至103可以是涂覆有包含磁性粒子的道路标记涂料的线。因此,多条车道线101至103可以输出各自的磁场,并且车辆110可以基于磁传感器111感测以这种方式输出的磁场。
在本文中,车辆110可以同时或顺序地感测从多条车道线101至103输出的磁场。
在本文中,磁传感器111可以是高灵敏度传感器和低灵敏度传感器彼此组合的复合传感器。因此,磁传感器1110可以通过将针对从多条车道线101至103输出的磁场的高灵敏度感测结果和低灵敏度感测结果彼此组合来生成针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息,并且可以提供针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
在本文中,车辆110可以基于由磁传感器111感测到的磁场对多条车道线101至103的类型进行分类。例如,对于多条车道线101至103中的每一条,其相应的车道线是否允许或不允许车道变更是可以被识别的。
在本文中,可以基于与多条车道线101至103中的每一条相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任一个来对多条车道线101至103中的每一条的类型进行分类。
在本文中,与在以下至少之一彼此不同的磁场对应的车道线可以被识别为不同类型的车道线:基于对磁场强度的考虑的针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息和磁场磁化图案。
在本文中,可以通过将由高灵敏度传感器和低灵敏度传感器获得的感测结果彼此组合来生成与磁传感器111相对应的针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
在本文中,磁场强度可以根据用于绘制多条车道线101至103的道路标记涂料中所包含的磁场的添加浓度和剩余磁化特性中的任何一个而改变。
在本文中,在绘制多条车道线101至103的过程中,每个磁场的磁化图案可以对应于由外部磁场对齐的磁性粒子的磁矩方向。
此外,车辆110可以基于由磁传感器111感测到的磁场来生成关于多条车道线101至103中的至少一条与车辆110之间的距离的信息,并且可以使用距离信息生成关于车辆110在道路上的位置的信息。
在这种情况下,基于构成磁传感器111的磁传感器单元,可以获取通过感测来自车辆110的左部和右部的磁场而获得的磁场感测信号,并且可以利用磁场感测信号的强度之间的差值来生成距离信息。
在本文中,每个磁传感器单元均可以感测在车辆110的左部/右部、前部、中部和后部中任一处的磁场。
此外,车辆110可以基于行车位置信息生成以下至少之一:针对车辆110的驾驶控制信号和针对驾驶员的警报通知。
例如,当基于行车位置信息确定车辆110正在接近不允许车道变更的车道线102时,可以生成驾驶控制信号,使得车辆110可以移动到车道线之间的道路的中心。可选地,通过警报通知来提示驾驶员识别车辆110正在接近车道线102,从而降低了发生事故的可能性。
此外,车辆110可以基于附加车辆120导致的磁场的变形程度来生成车辆间信息,所述车辆间信息包括以下至少之一:在车辆110附近行驶的附加车辆120的位置和车辆110与附加车辆120之间的距离。
例如,在车辆制造过程中,车辆110和附加车辆120可以包括可使车身的左部/右部、前部、中部和后部中的磁场变形的磁体或部件。由于包括在车身中的磁体或部件可以生成比地磁场更强的磁场,因此这些磁体或部件可使得从多条车道线101至103输出的磁场发生变形。可选地,因为车辆110和附加车辆120的车身由钢制成,因此即使用于使磁场变形的部件未单独地被包括在车身中,这些部件也可以使从多条车道线101至103输出的磁场发生变形。
因此,车辆110可以针对通过磁传感器111感测到的每个磁场,设置磁场校正间隔,在该磁场校正间隔中,相对应的磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率,并且可以校正与磁场校正间隔相对应的数据。通过该处理,可以消除使从多条车道线101至103输出的磁场变形的外部噪声的影响。
在本文中,设置磁场校正间隔时,可以考虑与其中磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率的间隔相对应的车辆传感器数据。
在本文中,车辆传感器数据可以对应于由加速度传感器、全球定位系统(GPS)传感器、速度传感器、方向盘传感器和加速器传感器中的两个或更多个测量的多个数据的加权平均值。即,可以在车辆110上设置用于生成车辆传感器数据的两个或更多个传感器。
此外,车辆110可以使用与车道线102和103相对应的交变磁图案以及由磁传感器111感测到的磁场来计算速度。
在本文中,可以基于对应于由磁传感器111感测到的磁场的频率的第二频率与对应于交变磁图案的频率的第一频率的比率来计算车辆110的速度。
在本文中,当通过磁传感器111感测到的第二频率不均匀时,可以检测到在第二频率的整个周期中,其中频率的变化率小于或等于预设参考值的频率设置间隔,并且可以使用与频率设置间隔相对应的第二频率来计算车辆110的速度。
以这种方式输出的每个磁场具有均匀频率的交变磁图案,并且可以通过将交变磁场施加到包含在道路标记涂料中的磁性粒子来生成这种磁场。
在本文中,可以基于用于将道路标记涂料涂覆至道路的施工设备的车轮的旋转角度,根据要施加到多条车道线101至103的交变磁图案来生成施加到磁性粒子的交变磁场。
在本文中,在施工设备根据车轮的旋转角度移动时,可以计算出用于保持在所构造的车道线上的交变磁图案的磁场交变的次数,并且可以生成与所计算出磁场交变的次数相对应的交变磁场。
此外,车辆110可以基于道路的限速和如上所述测量的速度来确定车辆是否以超速行驶,并且如果确定车辆以超速行驶,则可以向车辆110的驾驶员提供警报或提供使得车辆110的控制模块降低速度的反馈。
这种车道检测系统的使用可以大大减少在检测车道线或测量速度时可能发生的错误,并且可以帮助为使用自动驾驶车辆的驾驶员或用户提供更安全的驾驶环境。
图2是示出根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法的操作流程图。
参照图2,在步骤S210中,根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法基于附接至车辆的磁传感器来感测对应于包含在多条车道线中的磁性粒子的磁场。
在本文中,可以使用包含磁性粒子的道路标记涂料将多条车道线涂覆到道路上。因此,可以从绘制在道路上的多条车道线输出对应于各条车道线的磁场,并且本发明提供了一种允许车辆使用磁场检测车道线的方法。
在本文中,磁传感器可以是高灵敏度传感器和低灵敏度传感器彼此组合的复合传感器。
因此,针对对应于包含在多条道路线中的磁性粒子的磁场,磁传感器可以通过将由高灵敏度传感器获得的感测结果与由低灵敏度传感器获得的感测结果相组合来生成针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
例如,可以假设由实线表示的车道线A和由虚线表示的车道线B分别位于车辆行驶的道路的两侧。在本文中,附接至车辆的磁传感器可以通过将针对从车道线A输出的磁场的高灵敏度感测结果和低灵敏度感测结果相组合来生成针对车道线A的磁场感测结果,并且可以通过将针对从车道线B输出的磁场的高灵敏度感测结果和低灵敏度感测结果相组合来生成针对车道线B的磁场感测结果。当一个磁场仅被高灵敏度传感器感测到而未被低灵敏度传感器感测到时,可以仅使用高灵敏度感测结果来生成磁场感测结果。
此外,在步骤S220,根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法基于磁场检测多条车道线。
在本文中,可以基于磁场同时或顺序地检测多条车道线。
在示例中,当顺序地检测多条车道线时,可以以从车道线输出的磁场的强度的顺序来顺序地检测多条车道线,即顺序为从具有最大磁场强度的车道线到具有最小磁场强度的车道线。在另一示例中,可以首先根据多条车道线的类型来检测特定类型的车道线。
在本文中,本发明不限于用于同时地检测多条车道线的方案和用于顺序地检测多条车道线的方案中的任何一个,并且除了上述方案之外,还可以使用各种方案来检测多条车道线。
在本文中,可以基于磁场对多条车道线的类型进行分类。
例如,与交通规则相关的各种类型的车道线可以被分类为允许车道变更的虚线的车道线、不允许车道变更的实线的车道线或双车道线以及导致车辆速度减小的曲折车道线。
在本文中,可以基于与每条车道线相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任何一个来对多条车道线的类型进行分类。
例如,如图3所示,可以假设在道路上存在实线的车道线310和虚线的车道线320,并且车辆在两条车道线310和320之间行驶。在本文中,当从实线的车道线310输出的磁场大于从虚线的车道线320输出的磁场时,附接至车辆的磁传感器330的低灵敏度传感器仅可以感测到从实线的车道线310输出的磁场。即,针对从实线的车道线310输出的磁场的针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息包括高灵敏度感测信息和低灵敏度感测信息,但是针对从虚线的车道线320输出的磁场的针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息仅包括高灵敏度感应信息。
因此,由于针对从实线的车道线310输出的磁场和从虚线的车道线320输出的磁场的各个感测灵敏度等级的多条感测信息彼此不同,所以车辆可以识别出两条车道线310和320是不同类型的车道线。
在本文中,可以将在车辆中设置的单独的存储器中存储和管理针对各种类型的车道线的多条磁场特征信息,并且将从实线的车道线310输出的磁场和从虚线的车道线320输出的磁场分别与针对各种类型的车道线的多条磁场特征信息进行比较,从而可以确定对应的车道线的类型。
在这种情况下,图4中所示的曲线图的X轴可以表示通过表示图3中所示的磁传感器330的位置而获得的值(以米为单位),并且曲线图的Y轴可以表示磁通密度或磁场强度,即磁场的强度。因此,如以上示例的情况,当从实线的车道线310输出的磁场的强度大于从虚线的车道线320输出的磁场的强度时,针对实线的车道线310的磁场感测信号410可以被分布为通常具有大于针对虚线的车道线320的磁场感测信号420的值。
在这种情况下,可以根据磁性粒子的添加浓度和剩余磁化特性中的任何一个来指定要识别的磁场强度。
在一个示例中,如图3所示,假设实线的车道线310和虚线的车道线320,包含相同类型的磁性粒子,可以通过向用于绘制实线的道路线310的道路标记涂料中添加比用于绘制虚线的车道线320的道路标记涂料的磁性粒子更多的磁性粒子,以此来将两条车道线310和320输出的磁场的强度彼此区分。
在另一示例中,如图3所示,假设具有不同剩余磁化特性的磁性粒子被添加到实线的车道线310和虚线的车道线320,可以通过向实线的道路线310中添加与虚线的车道线320中的磁性粒子相比具有更大剩余磁化特性的磁性粒子,以此来将两条车道线310和320输出的磁场的强度彼此区分。
此外,如图5所示,本发明还可以通过人工形成针对车道线510和520中包含的磁性粒子的磁化图案来对车道线的类型进行分类。
在本文中,当涂覆用于绘制多条车道线的道路标记涂料时,可以基于磁性粒子的由外部磁场对齐的磁矩方向501和502来设置磁化图案。
即,如图5中所示,车道线510可以被磁化,使得当用于绘制车道线510的道路标记涂料被涂覆到道路上时,磁性粒子的磁矩方向对应于交变图案,并且车道线520可以被磁化,使得当将用于绘制车道线520的道路标记涂料被涂覆到道路上时,磁性粒子的磁矩方向对应于Y方向。在本文中,可以使用DC磁场或交流(AC)磁场来对齐磁性粒子。
因此,附接至在两条车道线530之间行驶的车辆的磁传感器530可以感测针对两条车道线510和520的不同的相应磁场磁化图案。可以使用以这种方式感测到的不同的磁场磁化图案,对车辆检测到的相应的车道线510和520的类型进行分类。
即,如图5所示,假设磁矩方向501是Y并且磁矩方向502是X,则可以感测从根据交变图案磁化的车道线510输出的磁场的磁化图案,如图6所示。此外,可以感测从根据Y方向磁化的车道线520输出的磁场的磁化图案,如图7所示。
因此,附接有磁传感器530的车辆可以通过磁化图案(例如图6和图7中的磁化图案)之间的差异来识别两条车道线510和520是不同类型的车道线。
在本文中,可以以各种方式设置用于多条车道线的磁场磁化图案,而不限于图5至图7所示的图案。
在本文中,可以在车辆中设置的单独的存储器中存储并管理关于各个类型的车道线的磁场磁化图案的信息,并且将由磁传感器感测到的磁场的磁化图案与针对车道线的各个类型的多条磁场磁化图案信息进行比较,从而可以确定对应的车道线的类型。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法基于磁场生成关于多条车道线中的至少一条与车辆之间的距离的信息,并且使用距离信息生成关于车辆在道路上的位置的信息。
在本文中,基于构成磁传感器的磁传感器单元,可以获取通过感测来自车辆的左部和右部的磁场而获得的磁场感测信号,并且可以利用磁场感测信号的强度之间的差值来生成距离信息。
例如,参照图9,可以假设磁传感器单元A和磁传感器单元B被附接至车辆的左部和右部,并且车道线1的磁场由磁传感器单元A感测到并且车道线2的磁场由磁传感器单元B感测到。
在本文中,如图10所示,当由两个磁传感器单元感测到的磁场感测信号分别对应于磁场感测信号A 1010和磁场感测信号B 1020时,可以得出如图10所示的磁场感测信号的强度之间的差异的曲线图103。
在本文中,磁场感测信号A 1010是随着车辆向道路左侧和右侧移动而由磁传感器单元A感测来自车道线1的磁场的结果,并且磁场感测信号B 1020是随着车辆向道路左侧和右侧移动而由磁传感器单元B感测来自车道线2的磁场的结果。而且,信号强度差异图1030可以对应于计算分别在道路左侧和右侧的磁场感测信号A 1010和磁场感测信号B 1020的强度之间的差值和表示差值的绝对值的结果。
在本文中,可以看出,当车辆位于两条车道线之间的中心时,位于车辆左部和右部的两个磁传感器单元从相应的车道线感测到的信号强度之间的差异会是最小值。即,如图11所示,当车辆从车道的车道线之间的中心偏离并接近车道线1时,磁场感测信号A 1010增加,然后信号强度差异图1030的值也增加,并且如图12所示,即使车辆偏离车道的中心并接近车道线2,磁场感测信号B1020增加,信号强度差异图1030的值同样增加。
因此,可以基于从车辆的左部和右部感测到的磁场感测信号的信号强度之间的差值来计算关于多条车道线中的至少一条与车辆之间的距离的信息,并且可以使用距离信息来生成车辆在道路上的位置的信息。
在一个示例中,参照图3和图4,当磁传感器330位于两条车道线310和320中的任何一条上时,磁传感器330可以感测从相应车道线输出的磁场的最大输出值。即,如图4中所示,当磁传感器330位于实线的车道线310上方时感测到的B1max可以对应于实线的车道线310的最大输出磁场值,并且当磁传感器330位于虚线的车道线320上方时感测到的B2max可以对应于虚线的车道线320的最大输出磁场值。
以此方式,当通过磁传感器感测到多条车道线中的任何一条的最大输出磁场时,可以确定车辆位于与最大输出磁场相对应的车道线上方,并且可以根据所述确定来生成关于车辆在道路上的位置的信息。
在本文中,构成根据本发明实施例的磁传感器的磁传感器单元可以感测车辆的左部/右部、前部、中部和后部中的至少一个中的磁场。
例如,参照图8,根据本发明实施例的磁传感器可以包括分别附接至车辆的左部/右部、前部、中部和后部中的多个磁传感器单元811至813、821和822。
磁传感器可通过数学处理通过多个磁传感器单元811至813、821和822感测到的磁场来提供生成车辆的行车位置信息所需的信息。
在这种情况下,图8中的附接至车辆的磁传感器单元811至813、821和822的位置或数量仅是示例,并不限于图8所示的那些。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法基于行车位置信息生成以下至少之一:针对车辆的驾驶控制信号和针对驾驶员的警报通知。
例如,当基于行车位置信息确定车辆正在接近不允许车道变更的车道线时,可以生成驾驶控制信号,使得车辆可以移动到车道线之间的道路的中心。可选地,可以通过针对驾驶员的警报通知提示驾驶员识别出车辆正在接近特定的车道线,从而降低发生事故的可能性。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的使用磁场的车道检测方法可以基于附加车辆导致的磁场变形程度生成车辆间信息,该车辆间信息包括以下至少之一:在对应车辆附近行驶的附加车辆的位置和所述车辆与所述附加车辆之间的距离。
例如,图1中所示的车辆110可以识别出从多条车道线101至103输出的磁场被在另一条车道中行驶的附加车辆120扭曲的现象,并且可以基于对磁场变形的程度或磁场变形的范围的考虑,可以生成车辆110和附加车辆120之间的车辆间信息。在本文中,车辆间信息可以包括与以下至少之一相对应的信息:附加车辆120相对于车辆110的位置和车辆110与附加车辆120之间的距离。
在本文中,车辆间信息可以与车辆110感测到的关于多条车道线101至103的位置和类型的信息组合使用。例如,组合的信息还可以被用作用于在车辆110行驶期间检测周围环境的信息。
例如,当图1中所示的车辆110试图在车道线103的方向上变更车道时,可以基于与附加车辆120之间的车辆间信息,判断在安全状况下是否允许这样的车道变更。如果确定车辆110在未与附加车辆120保持安全距离的状态下试图变更车道,则可以控制驾驶以防止变更车道,或者可以生成警报通知。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的车道检测方法可以针对每个感测到的磁场设置磁场校正间隔,在该磁场校正间隔中,相应的磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率,并且可以校正与磁场校正间隔相对应的数据。
在本文中,其中磁场强度的变化范围等于或大于预设参考变化率的间隔实际上可以是指磁场强度急剧变化的间隔。也就是说,除了由包含在车道线中的磁性粒子生成的磁场之外,车辆的磁传感器还可能受到各种因素的影响,例如,道路上的附加车辆或道路上安装的物体。因此,本发明可以设置磁场校正间隔以消除由这些各种因素导致的噪声,并且可以校正与相应间隔相对应的数据。
在本文中,预设参考变化率被设置为适合于消除噪声的值,但是可以根据磁传感器的灵敏度或外部环境而自由地改变预设参考变化率的设置。
例如,由于附加车辆或外部物体,诸如图13所示的那些峰值可能出现在由磁传感器感测的磁场的整个周期的某些间隔中。在本文中,可以确定出现峰值的间隔中的磁场强度的变化范围等于或大于预设参考变化率,并且可以将相应的间隔设置为磁场校正间隔1301至1304。
在本文中,设置磁场校正间隔时,考虑与其中磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率的间隔相对应的车辆传感器数据。
即,在设置磁场校正间隔时,本发明不仅考虑由磁传感器测量的磁场强度值,而且考虑车辆传感器数据。例如,设置磁场校正间隔时,可以还考虑可以从车辆感测到的各种类型的车辆传感器数据,例如,加速度数据、GPS数据、速度数据、方向盘操纵数据和加速器数据。
可以假定,当磁传感器感测到如图13中所示的磁场强度时,例如图14中所示的车辆传感器数据是通过设置在车辆中的各种传感器感测到的。即,图13中示出的曲线图和图14中示出的曲线图对应于在车辆行驶时同时测量的不同类型的感测数据,并且如图15所示,可以使图13中示出的曲线图和图14中示出的曲线图彼此匹配。
因此,基于对与间隔1501至1504相匹配的车辆传感器数据的变化率的考虑,可以将磁场校正间隔设置为图13中出现峰值的间隔。
在本文中,如图15所示,当车辆传感器数据中的与间隔1501至1504相匹配的变化率没有明显出现时,即使如图13所示在磁场测量数据中出现了峰值,也不能将相对应的间隔设置为磁场校正间隔。假定车辆传感器数据中的与间隔1501至1504相匹配的变化率急剧地出现,不同于图15,可以将相应的间隔设置为磁场校正间隔,并且还可以基于对急剧变化的车辆传感器数据的类型的考虑校正磁场校正间隔中的数据。
在本文中,车辆传感器数据可以对应于由加速度传感器、GPS传感器、速度传感器、方向盘传感器和加速器传感器中的两个或更多个测量的多条数据的加权平均值。
例如,可以计算分别由加速度传感器和加速器传感器测量的加速度数据和加速器数据的加权平均值,并将其用作车辆传感器数据,或者可选地,可以计算分别由GPS传感器和方向盘传感器测量的GPS数据和方向盘操纵数据的加权平均值,并将其用作车辆传感器数据。
在本文中,上述车辆传感器数据的类型仅是示例,并且除了由加速度传感器、GPS传感器、速度传感器、方向盘传感器和加速器传感器等感测到的数据之外,还可以利用在车辆行驶期间可以感测到的各种类型的数据。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的车道检测方法可以基于附接至车辆的磁传感器来感测由包含在车道线中的磁性粒子生成的磁场,并且可以使用车道线的交变磁图案和感测到的磁场来计算车辆的速度。
在下文中,将参照图16至图19详细描述用于计算速度的过程。
首先,参照图16,在步骤S1610中,可以基于附接至车辆的磁传感器来感测由包含在车道线中的磁性粒子生成的磁场。
在本文中,磁性粒子可以被包含在用于绘制车道线的道路标记涂料中,并且可以根据在用于涂覆道路标记涂料的过程中施加的交变磁场来输出磁场。
在这种情况下,可以在涂覆道路标记涂料的同时或在道路标记涂料已经被涂覆之后施加被施加于磁性粒子的交变磁场。
在一个示例中,如图17所示,可以在使用施工设备1710将道路标记涂料涂覆到道路上的同时,使用交变磁场生成设备1720将交变磁场施加于磁性粒子。
在另一个示例中,可以在使用施工设备1710将道路标记涂料涂在道路上之后,使用交变磁场生成设备1720将交变磁场施加于包含在车道线1700中的磁性粒子来生成交变磁图案1730。
当施工设备1710在以1m/s(每小时3.6km/h)的速度移动的同时涂覆道路标记涂料时,交变磁场生成设备1720施加频率为20Hz的交变磁场,可以形成其中磁场以1/20秒或0.05m的间隔交变的交变磁图案。
另外,在步骤S1620处,可以使用车道线的交变磁图案和感测到的磁场来计算车辆的速度。
在本文中,可以基于与感测到的磁场的频率对应的第二频率与与交变磁图案的频率对应的第一频率的比率来计算车辆的速度。
例如,假设与交变磁图案相对应的第一频率为20Hz,则可以确定生成了其中N极和S极以1/20秒或0.05m的间隔交替变化的交变信号。即,由以1m/s(3.6km/h)的速度行驶的车辆的磁传感器感测到的第二频率可以对应于20Hz。
假设与磁传感器感测到的磁场相对应的第二频率为200Hz,第二频率与第一频率的比率为10,则可以将车辆速度计算为10m/s(36km/h),即为1m/s(3.6km/h)的十倍。
可选地,假设与由磁传感器感测的磁场相对应的第二频率为400Hz,则第二频率与第一频率的比率为20,因此可以将车辆的速度计算为20m/s(72km/h),是1m/s(3.6km/h)的20倍。
此时,可以将与交变磁图案相对应的第一频率标准化。
假设在最大速度为72km/h的道路上以0.05m的间隔重复交替地构造交变磁图案,则当检测到第二频率为400Hz时,可以将车辆的速度识别为72km/h。但是,假设交变磁图案在道路的某些路段没有保持规则的间隔并且以0.5m的间隔被重复构造,并且车辆以相同的速度行驶,则第二频率被检测为40Hz,因此,难以准确地检测车辆的速度。
因此,本发明可以在道路上构造车道线,以使得交变磁图案之间的间隔保持规则的间隔,即,使得与交变磁图案相对应的第一频率被标准化,而无论施工设备是当在道路上构建车道线时具有可以通过人手移动的尺寸(具有小车轮)的施工设备还是具有诸如卡车的尺寸(具有大车轮)。
对于该操作,本发明可以使用车轮的周长,该车轮的周长将要用于移动施工设备和车轮的半径。
例如,假定施工设备的车轮的周长为2πR,则车轮的半径可以为R。当车轮的半径除以磁性交变图案之间的间隔时,计算在施工设备的车轮旋转一次的情况下将要改变的交变磁场的次数,因此可以使用计算结果根据车轮的旋转角度来施加交变磁场。在本文中,可以基于设置在车轮或车轮的轴上的旋转检测传感器来测量车轮的旋转角度,并且该传感器和交变磁场生成设备彼此组合地操作,从而使得能够这样施工:使得第一频率标准化,而无论施工设备的移动速度如何。
因此,本发明可以在基于施工设备中使用的车轮的周长来构造车道线的过程中以规则的间隔保持交变磁图案之间的间隔。
在本文中,当第二频率不均匀时,可以检测到第二频率的整个周期中的频率变化率小于或等于预设参考值的频率设置间隔,并且可以使用与频率设置间隔相对应的第二频率来计算车辆的速度。
例如,当由磁传感器感测到的第二频率均匀时,其可以由均匀的周期和均匀的幅度来表示,如图18所示。但是在车辆行驶时通常感测到的第二频率很可能不均匀,如图19所示。
在本文中,当由磁传感器感测到的第二频率不均匀时,如图19所示,本发明可以检测被确定为适合于测量车辆速度的频率设置间隔,并且可以使用该频率设置间隔来计算车辆速度。
即,如图19所示,假设感测到第二频率,则可以将在第二频率的整个周期中频率变化稳定的间隔设置为频率设置间隔1911和1912。在本文中,可以通过将相应间隔中测量的频率与预设参考频率进行比较来设置频率变化稳定的间隔。
此外,可以使用测量信号的强度或测量信号的幅度的变化率来设置频率设置间隔。
例如,可以将测量信号的强度大大变化超过预设变化率的间隔排除在频率设置间隔之外。在本文中,可以基于在车辆中测量的其他传感器测量值(例如,速度传感器、加速度传感器、踏板运动传感器、踏板角度传感器等)来获得预设变化率,而不是根据磁传感器测量的值来获得预设变化率。
在另一示例中,可以将其中测量信号的幅度变化大大超过预设变化率的间隔排除在频率设置间隔之外。
在另一示例中,可以生成基于在车辆中测量的其他传感器测量值而预测的频率预测值,并且可以将该频率预测值与实际测量的频率进行比较,从而可以将其中频率彼此不同的间隔排除在频率设置间隔之外。例如,当在根据踏板角度测量值预测速度逐渐增加的间隔中频率变化相反地减小时,可以将该相应的间隔排除在频率设置间隔之外。
在这种情况下,可以基于预设误差范围来确立被确定为排除在频率设置间隔之外的候选间隔,并且将该候选间隔细分为预设参考单位,然后进行分析,从而可以确定将被排除在频率设置间隔之外的最终间隔。
例如,假设预设误差范围是N,并且其中测量信号的强度最大地变化超过预设变化率的间隔的位置是A,则从(A-N)到(A+N)的范围可以被确立为候选间隔。此后,假设预设参考单位为B,则将候选间隔细分为B个单元并进行精确分析,从而可以确定将被排除在频率设置间隔之外的最终间隔。
在本文中,第二频率的幅度可以随着磁传感器与每条车道线之间的距离而变化。例如,当车辆行驶时与对应的车道线隔开预设距离时,可以以相对均匀的幅度检测到第二频率。然而,随着车辆变得更接近车道线,第二频率的幅度可以增加,而随着车辆变得远离车道线,第二频率的幅度可以减小。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的车道检测方法可以基于道路的限速和车辆的速度来确定车辆是否以超速行驶,并且如果确定车辆以超速行驶,则可以向车辆的驾驶员发出警报,或提供以使车辆的控制模块降低速度的反馈。
在本文中,向驾驶员提供警报的方法不限于特定的方法,可以利用能够刺激驾驶员的视觉、听觉、触觉和嗅觉等各种感官的方法。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的车道检测方法可以在诸如网络的通信网络上发送和接收车道检测所需的信息。特别地,根据本发明的车道检测方法可以接收由磁传感器感测到的磁场信息,或者可以发送针对车辆的驾驶控制信号、路线通知信号等。
此外,尽管未在图2中示出,根据本发明实施例的车道检测方法可以将如上所述在根据本发明实施例的车道检测处理期间生成的各种类型的信息存储在单独的存储模块中。
通过车道检测方法,可以提供一种能够不受天气状况或能见度影响而检测车道线的方法,从而防止了在使用其他方法检测车道时可能发生的重大事故。
此外,与使用常规方案时相比,可以更有效地检测车道线,并且可以减少在车道检测期间可能发生的错误,并且因此可以防止在行驶期间可能发生的事故。
图20是示出根据本发明实施例的用于生成磁场的方法的操作流程图。
参照图20,在步骤S2010中,根据本发明实施例的磁场生成方法将用于指示车道线的道路标记涂料涂覆在道路上。
此外,在步骤S2020中,根据本发明实施例的磁场生成方法根据包含在道路标记涂料中的磁性粒子,输出由附接有磁传感器的车辆感测到的磁场。
在本文中,可以根据车道线的类型来不同地设置以下任何之一:粒子的添加浓度、磁化图案和剩余磁化性质。因此,针对各自的车道线类型可以输出不同的磁场。
例如,可以基于与交通规则相关的各种车道线,例如允许车道变更的虚线的车道线、不允许车道变更的实线的车道线或双车道线以及导致车辆速度降低的曲折车道线,通过不同地设置磁性粒子的添加浓度、磁化图案和剩余磁化特性中的任何一个来输出具有不同性质的磁场。
在这种情况下,车辆可以基于与每条车道线相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任一个来对多车道线的类型进行分类,其中,可以将磁场强度指定为要根据磁性粒子的添加浓度和剩余磁化特性中的任一个来识别。
在示例中,随着磁性粒子的添加浓度越大,从相对应的车道线输出的磁场的强度会越大。
在另一个示例中,包含具有较高剩余磁化特性的磁性粒子的车道线的磁场强度可以大于包含具有较低剩余磁化特性的磁性粒子的车道线的磁场强度。
此外,尽管未在图20中示出,根据本发明实施例的磁场生成方法可以基于将用于指示车道线的道路标记涂料涂覆在道路上的施工设备的车轮的旋转角度,生成与将要施加到车道线的交变磁图案相对应的交变磁场。
例如,在施工设备是车辆的情况下,或者在人为手动地拉动施工设备的情况下,当将含有磁性粒子的道路标记涂料涂覆在道路上时,可能难以将交变磁图案的频率保持在一个均匀的频率。可选地,即使当施工设备没有以恒定速度移动时,交变磁图案的频率也会变化。为了防止该问题,本发明旨在提供一种方案,该方案能够通过考虑施工设备的车轮的旋转角度来生成待施加的交变磁场,以将交变磁图案之间的间隔保持在一个均匀的间隔,而无论施工设备的类型如何。
在本文中,当施工设备根据车轮的旋转角度移动时,可以计算用于在所绘制的车道线上保持交变磁图案的磁场的交变的次数,并且可以生成与计算出的磁场交变的次数相对应的交变磁场。
例如,参照图21,可以看出施工设备的车轮2110以θ的角度旋转。在本文中,假设车轮2110的周长为2πR(其中,R是车轮的半径),则可以将施工设备根据θ而构造的车道线计算为2πR*θ/360。因此,当施工设备移动2πR*θ/360时,可以基于对交变磁图案之间的间隔的考虑来计算磁场的N极和S极必须交变的次数,并且可以根据以这种方式计算出的磁场的交变的次数来生成磁场,然后将其用于施工。
在这种情况下,施工设备的车轮2110可以被配备有多个旋转检测传感器2121至2124,如图21所示,以检测车轮的旋转角度。另外,与旋转至特定角度的步进电动机一样,也可以在施工设备的车轮的轴上设置并操作根据本发明的实施例的各旋转检测传感器。
在这种情况下,本发明可以使用能够检测车轮的旋转角度的各种类型的旋转检测传感器,而不限于任何一种旋转检测传感器。
此外,尽管未在图20中示出,根据本发明实施例的磁场生成方法可以将生成的交变磁场施加于包含在道路标记涂料中的磁性粒子。
在本文中,可以在施工设备涂覆道路标记涂料的同时施加交变磁场,也可以在道路标记涂料被涂覆之后施加交变磁场。
在这种情况下,可以基于交变磁场生成设备施加交变磁场,该交变磁场生成设备可以与旋转检测传感器一起操作。由于交变磁场生成设备以这种方式与旋转检测传感器组合以施加交变磁场,因此可以在施工的同时使交变磁图案的频率保持在一个均匀的频率,而无论施工设备的移动速度如何。
图22是示出根据本发明实施例的车辆的框图。
参照图22,根据本发明实施例的使用车道检测方法的自动驾驶车辆包括磁传感器2210、通信单元2220、处理器2230和存储器2240。
磁传感器2210感测与包含在多条车道线中的磁性粒子相对应的磁场。
在本文中,可以使用包含磁性粒子的道路标记涂料将多条车道线涂覆到道路上。因此,可以从绘制在道路上的多条车道线输出对应于各条车道线的磁场,并且本发明提供了一种允许车辆使用磁场检测车道线的方法。
在本文中,磁传感器可以是高灵敏度传感器和低灵敏度传感器彼此组合的复合传感器。
因此,针对与包含在多条道路线中的磁性粒子相对应的磁场,磁传感器可以通过将由高灵敏度传感器获得的感测结果与由低灵敏度传感器获得的感测结果相组合来生成针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
例如,可以假设由实线表示的车道线A和由虚线表示的车道线B分别位于车辆行驶的道路的两侧。在本文中,附接至车辆的磁传感器可以通过组合针对从车道线A输出的磁场的高灵敏度感测结果和低灵敏度感测结果来生成针对车道线A的磁场感测结果,并且可以通过组合针对从车道线B输出的磁场的高灵敏度感测结果和低灵敏度感测结果来生成针对车道线B的磁场感测结果。当磁场仅被高灵敏度传感器感测到而无法由低灵敏度传感器感测到时,可以仅使用高灵敏度感测结果来生成磁场感测结果。
在本文中,磁性粒子可以被包含在用于绘制车道线的道路标记涂料中,并且可以根据在涂覆道路标记涂料时施加的交变磁场来输出磁场。
在这种情况下,可以在涂覆道路标记涂料的同时或在已经涂覆道路标记涂料之后施加被施加于磁性粒子的交变磁场。
例如,如图17所示,可以在使用施工设备1710将道路标记涂料涂覆到道路上的同时,使用交变磁场生成设备1720将交变磁场施加于磁性粒子。
在另一示例中,可以在通过使用施工设备1710将道路标记涂料涂覆到道路上之后,通过使用交变磁场生成设备1720将交变磁场施加到包含在车道线1700中的磁性粒子上来生成交变磁图案1730。
在施工设备1710在以1m/s(每小时3.6km/h)的速度移动的同时涂覆道路标记涂料的同时交变磁场生成设备1720施加频率为20Hz的交变磁场时,则可以形成其中磁场以1/20秒或0.05m的间隔交变的交变磁图案。
通信单元2220可以用于在诸如网络的通信网络上发送和接收车辆行驶所需的信息。特别地,根据本发明实施例的通信单元2220可以接收由磁传感器2210感测到的信息,或者可以将针对车辆的驾驶控制信号或针对驾驶员的警报通知发送到驾驶控制模块或警报通知模块。
处理器2230可以基于由磁传感器2210感测到的磁场来检测多条车道线。
在本文中,可以基于磁场同时或顺序地检测多条车道线。
在示例中,当顺序地检测到多条车道线时,可以以从车道线输出的磁场的强度的顺序来顺序地检测多条车道线,即顺序为从具有最大磁场强度的车道线到具有最小磁场强度的车道线。在另一示例中,可以首先根据多条车道线的类型来检测特定类型的车道线。
在本文中,本发明不限于用于同时地检测多条车道线的方案和用于顺序地检测多条车道线的方案中的任何一个,并且除了上述方案之外,还可以使用各种方案来检测多条车道线。
在本文中,可以基于磁场对多条车道线的类型进行分类。
例如,与交通规则相关的各种类型的车道线可以被分类为允许车道变更的虚线的车道线、不允许车道变更的实线的车道线或双车道线以及导致车辆速度减小的曲折车道线。
在本文中,可以基于与每条车道线相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任何一个来对多条车道线的类型进行分类。
例如,如图3所示,可以假设在道路上存在实线的车道线310和虚线的车道线320,并且车辆在两条车道线310和320之间行驶。在本文中,当从实线的车道线310输出的磁场大于从虚线的车道线320输出的磁场时,附接至车辆的磁传感器330的低灵敏度传感器仅可以感测到从实线的车道线310输出的磁场。即,针对从实线的车道线310输出的磁场的针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息包括高灵敏度感测信息和低灵敏度感测信息,但是针对从虚线的车道线320输出的磁场的针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息仅包括高灵敏度感应信息。
因此,由于针对从实线的车道线310输出的磁场和从虚线的车道线320输出的磁场的各个感测灵敏度等级的多条感测信息彼此不同,所以车辆可以识别出两条车道线310和320是不同类型的车道线。
在本文中,可以将在车辆中设置的单独的存储器中存储和管理针对各种类型的车道线的多条磁场特征信息,并且将从实线的车道线310输出的磁场和从虚线的车道线320输出的磁场分别与针对各种类型的车道线的多条磁场特征信息进行比较,从而可以确定对应的车道线的类型。
在这种情况下,图4中所示的曲线图的X轴可以表示通过表示图3中所示的磁传感器330的位置而获得的值(以米为单位),并且曲线图的Y轴可以表示磁通密度或磁场强度,即磁场的强度。因此,如以上示例的情况,当从实线的车道线310输出的磁场的强度大于从虚线的车道线320输出的磁场的强度时,针对实线的车道线310的磁场感测信号410可以被分布为通常具有大于针对虚线的车道线320的磁场感测信号420的值。
在这种情况下,可以根据磁性粒子的添加浓度和剩余磁化特性中的任何一个来指定要识别的磁场强度。
在一个示例中,如图3所示,假设实线的车道线310和虚线的车道线320,包含相同类型的磁性粒子,可以通过向用于绘制实线的道路线310的道路标记涂料中添加比用于绘制虚线的车道线320的道路标记涂料的磁性粒子更多的磁性粒子,以此将从两条车道线310和320输出的磁场的强度彼此区分。
在另一示例中,如图3所示,假设具有不同剩余磁化特性的磁性粒子被添加到实线的车道线310和虚线的车道线320,可以通过向实线的道路线310中添加与虚线的车道线320中的磁性例子相比具有更多剩余磁化特性的磁性粒子,以此来将从两条车道线310和320输出的磁场的强度彼此区分。
此外,处理器2230还可以通过人工形成针对车道线510和520中包含的磁性粒子的磁化图案来对车道线的类型进行分类,如图5所示。
在本文中,当涂覆用于绘制多条车道线的道路标记涂料时,可以基于由外部磁场对齐的磁性粒子的磁矩方向501和502来设置磁化图案。
即,如图5中所示,车道线510可以被磁化,使得当用于绘制车道线510的道路标记涂料被涂覆到道路上时,磁性粒子的磁矩方向对应于交变图案,并且车道线520可以被磁化,使得当将用于绘制车道线520的道路标记涂料被涂覆到道路上时,磁性粒子的磁矩方向对应于Y方向。在本文中,可以使用DC磁场或交流(AC)磁场来对齐磁性粒子。
因此,附接至在两条车道线530之间行驶的车辆的磁传感器530可以感测针对两条车道线510和520的不同的相应磁场磁化图案。可以使用以这种方式感测到的不同的磁场磁化图案,分别对车辆检测到的车道线510和520的类型进行分类。
即,如图5所示,假设磁矩方向501是Y并且磁矩方向502是X,则可以感测从根据交变图案磁化的车道线510输出的磁场的磁化图案,如图6所示。此外,可以感测从沿着Y方向磁化的车道线520输出的磁场的磁化图案,如图7所示。
因此,附接有磁传感器530的车辆可以通过磁化图案(例如图6和图7中的磁化图案)之间的差异来识别两条车道线510和520是不同类型的车道线。
在本文中,可以在车辆中设置的单独的存储器中存储并管理关于各个类型的车道线的磁场磁化图案的信息,并且将由磁传感器感测到的磁场的磁化图案与针对车道线的各个类型的多条磁场磁化图案信息进行比较,从而可以确定对应的车道线的类型。
此外,处理器2230基于磁场生成关于多条车道线中的至少一条与车辆之间的距离的信息,并且使用距离信息生成关于车辆在道路上的位置的信息。
在本文中,基于构成磁传感器的磁传感器单元,可以获取通过感测来自车辆的左部和右部的磁场而获得的磁场感测信号,并且可以利用磁场感测信号的强度之间的差值来生成距离信息。
例如,参照图9,可以假设磁传感器单元A和磁传感器单元B被附接至车辆的左部和右部,并且车道线1的磁场由磁传感器单元A感测到并且车道线2的磁场由磁传感器单元B感测到。
在本文中,如图10所示,当由两个磁传感器单元感测到的磁场感测信号分别对应于磁场感测信号A 1010和磁场感测信号B 1020时,可以得出如图10所示的磁场感测信号的强度之间的差异的曲线图103。
在本文中,磁场感测信号A 1010是随着车辆向道路左侧和右侧移动而由磁传感器单元A感测来自车道线1的磁场的结果,并且磁场感测信号B 1020是随着车辆向道路左侧和右侧移动而由磁传感器单元B感测来自车道线2的磁场的结果。而且,信号强度差异图1030可以对应于计算分别在道路左侧和右侧的磁场感测信号A 1010和磁场感测信号B 1020的强度之间的差值和表示差值的绝对值的结果。
在本文中,可以看出,当车辆位于两条车道线之间的中心时,位于车辆左部和右部的两个磁传感器单元从相应的车道线感测到的信号强度之间的差异会是最小值。即,如图11所示,当车辆从车道的车道线之间的中心偏离并接近车道线1时,磁场感测信号A 1010增加,然后信号强度差异图1030的值也增加,并且如图12所示,即使车辆偏离车道的中心并接近车道线2,磁场感测信号B1020增加,信号强度差异图1030的值同样增加。
因此,可以基于从车辆的左部和右部感测到的磁场感测信号的信号强度之间的差值来计算关于多条车道线中的至少一条与车辆之间的距离的信息,并且可以使用距离信息来生成车辆在道路上的位置的信息。
在这种情况下,因为本发明利用分别在车辆的左部和右部中检测到的磁场感测信号的信号强度之间的差值,所以可以计算关于任何一条车道线与车辆之间的距离的信息,而不会受到以下情况的影响:位于车辆的左部和右部的车道线彼此相同和彼此不同。
例如,可以假定图9中所示的车道线1和车道线2是相同类型的线,并且车辆正在接近车道线1,如图11所示。在本文中,可以通过信号强度差异曲线图1030看出,车辆从车道线之间的道路的中心偏离,并且正在接近任何一条车道线,如图10所示。此外,车辆可以借助于分别由磁传感器单元A和磁传感器单元B检测到的磁场感测信号来确定车辆正在接近的车道线是车道线1。
此外,本发明可以检测以下状态:车辆与任何一条车道线接触或存在于任何一条车道线上。
在一个示例中,参照图3和图4,当磁传感器330位于两条车道线310和320中的任何一条上时,磁传感器330可以感测从相应车道线输出的磁场的最大输出值。即,如图4中所示,当磁传感器330位于实线的车道线310上方时感测的B1max可以对应于实线的车道线310的最大输出磁场值,并且当磁传感器330位于虚线的车道线320上方时感测到的B2max可以对应于虚线的车道线320的最大输出磁场值。
以此方式,当通过磁传感器感测到多条车道线中的任何一条的最大输出磁场时,可以确定车辆位于与最大输出磁场相对应的车道线上方,并且可以根据该确定来生成关于车辆在道路上的位置的信息。
在本文中,构成根据本发明实施例的磁传感器2210的磁传感器单元可以感测车辆的左部/右部、前部、中部和后部中的至少一个中的磁场。
例如,参照图8,根据本发明实施例的磁传感器可以包括分别附接至车辆的左部/右部、前部、中部和后部的多个磁传感器单元811至813、821和822。
磁传感器2210可通过数学处理通过多个磁传感器单元811至813、821和822感测的磁场来提供生成车辆的行车位置信息所需的信息。
在这种情况下,图8中的附接至车辆的磁传感器单元811至813、821和822的位置或数量仅是示例,并且不限于图8所示的那些。
此外,处理器2230基于行车位置信息生成以下至少之一:针对车辆的驾驶控制信号和针对驾驶员的警报通知。
例如,当基于行车位置信息确定车辆正在接近不允许车道变更的车道线时,可以生成驾驶控制信号,使得车辆可以移动到车道线之间的道路的中心。可选地,可以通过针对驾驶员的警报通知提示驾驶员识别出车辆正在接近特定的车道线,从而降低发生事故的可能性。
此外,处理器2230可以基于附加车辆导致的磁场变形程度生成车辆间信息,该车辆间信息包括以下至少之一:在对应车辆附近行驶的附加车辆的位置和所述车辆与所述附加车辆之间的距离。
例如,图1中所示的车辆110可以识别出从多条车道线101至103输出的磁场被在另一条车道中行驶的附加车辆120扭曲的现象,并且可以基于对磁场变形的程度或磁场变形的范围的考虑,可以生成车辆110和附加车辆120之间的车辆间信息。在本文中,车辆间信息可以包括与以下至少之一相对应的信息:附加车辆120相对于车辆110的位置和车辆110与附加车辆120之间的距离。
在本文中,车辆间信息可以与车辆110感测到的关于多条车道线101至103的位置和类型的信息组合使用。例如,组合的信息还可以被用作用于在车辆110行驶期间检测周围环境的信息。
例如,当图1中所示的车辆110试图在车道线103的方向上变更车道时,可以基于与附加车辆120之间的车辆间信息,判断在安全状况下是否允许这样的车道变更。如果确定车辆110在未与附加车辆120保持安全距离的状态下试图变更车道,则可以控制驾驶以防止变更车道,或者可以生成警报通知。
此外,处理器2230可以针对每个感测到的磁场设置磁场校正间隔,在该磁场校正间隔中,相应的磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率,并且可以校正与磁场校正间隔相对应的数据。
在本文中,其中磁场强度的变化范围等于或大于预设参考变化率的间隔实际上可以是指磁场强度急剧变化的间隔。也就是说,除了由包含在车道线中的磁性粒子生成的磁场之外,车辆的磁传感器还可能受到各种因素的影响,例如,道路上的附加车辆或道路上安装的物体。因此,本发明可以设置磁场校正间隔以消除由这些各种因素导致的噪声,并且可以校正与相应间隔相对应的数据。
在本文中,预设参考变化率被设置为适合于消除噪声的值,但是可以根据磁传感器的灵敏度或外部环境而自由地改变预设参考变化率的设置。
例如,由于附加车辆或外部物体,诸如图13所示的那些峰值可能出现在由磁传感器感测的磁场的整个周期的某些间隔中。在本文中,可以确定出现峰值的间隔中的磁场强度的变化范围等于或大于预设参考变化率,并且可以将相应的间隔设置为磁场校正间隔1301至1304。
在本文中,设置磁场校正间隔时,考虑与其中磁场强度的变化率等于或大于预设参考变化率的间隔相对应的车辆传感器数据。
即,在设置磁场校正间隔时,本发明不仅考虑由磁传感器测量的磁场强度值,而且考虑车辆传感器数据。例如,设置磁场校正间隔时,可以还考虑可以从车辆感测到的各种类型的车辆传感器数据,例如,加速度数据、GPS数据、速度数据、方向盘操纵数据和加速器数据。
可以假定,当磁传感器感测到如图13中所示的磁场强度时,例如图14中所示的车辆传感器数据是通过设置在车辆中的各种传感器感测到的。即,图13中示出的曲线图和图14中示出的曲线图对应于在车辆行驶时同时测量的不同类型的感测数据,并且如图15所示,可以使图13中示出的曲线图和图14中示出的曲线图彼此匹配。
因此,基于对与间隔1501至1504相匹配的车辆传感器数据的变化率的考虑,可以将磁场校正间隔设置为图13中出现峰值的间隔。
在本文中,如图15所示,当车辆传感器数据中的与间隔1501至1504相匹配的变化率没有明显出现时,即使如图13所示在磁场测量数据中出现了峰值,也不能将相对应的间隔设置为磁场校正间隔。假定车辆传感器数据中的与间隔1501至1504相匹配的变化率急剧地出现,不同于图15,可以将相应的间隔设置为磁场校正间隔,并且还可以基于对急剧变化的车辆传感器数据的类型的考虑校正磁场校正间隔中的数据。
在本文中,车辆传感器数据可以对应于由加速度传感器、GPS传感器、速度传感器、方向盘传感器和加速器传感器中的两个或更多个测量的多条数据的加权平均值。
例如,可以计算分别由加速度传感器和加速器传感器测量的加速度数据和加速器数据的加权平均值,并将其用作车辆传感器数据,或者可选地,可以计算分别由GPS传感器和方向盘传感器测量的GPS数据和方向盘操纵数据的加权平均值,并将其用作车辆传感器数据。
在本文中,上述车辆传感器数据的类型仅是示例,并且除了由加速度传感器、GPS传感器、速度传感器、方向盘传感器和加速器传感器等感测到的数据之外,还可以利用在车辆行驶期间可以感测到的各种类型的数据。
此外,处理器2230可以基于附接至车辆的磁传感器来感测由包含在车道线中的磁性粒子生成的磁场。
在本文中,磁性粒子可以被包含在用于绘制车道线的道路标记涂料中,并且可以根据在涂覆道路标记涂料的过程中施加的交变磁场来输出磁场。
在这种情况下,可以在涂覆道路标记涂料的同时或在已经涂覆道路标记涂料之后施加被施加到磁性粒子的交变磁场。
在一个示例中,如图17所示,可以在使用施工设备1710将道路标记涂料涂覆到道路上的同时,使用交变磁场生成设备1720将交变磁场施加于磁性粒子。
在另一个示例中,可以在使用施工设备1710将道路标记涂料涂在道路上之后,使用交变磁场生成设备1720将交变磁场施加于包含在车道线1700中的磁性粒子来生成交变磁图案1730。
当施工设备1710在以1m/s(每小时3.6km/h)的速度移动的同时涂覆道路标记涂料时,交变磁场生成设备1720施加频率为20Hz的交变磁场,可以形成其中磁场以1/20秒或0.05m的间隔交变的交变磁图案。
而且,处理器2230可以使用车道线的交变磁图案和感测到的磁场来计算车辆的速度。
在本文中,可以基于与感测到的磁场的频率对应的第二频率与与交变磁图案的频率对应的第一频率的比率来计算车辆的速度。
例如,假设与交变磁图案相对应的第一频率为20Hz,则可以确定生成了其中N极和S极以1/20秒或0.05m的间隔交替变化的交变信号。即,由以1m/s(3.6km/h)的速度行驶的车辆的磁传感器感测到的第二频率可以对应于20Hz。
假设与磁传感器感测到的磁场相对应的第二频率为200Hz,第二频率与第一频率的比率为10,则可以将车辆速度计算为10m/s(36km/h),即为1m/s(3.6km/h)的十倍。
可选地,假设与由磁传感器感测的磁场相对应的第二频率为400Hz,则第二频率与第一频率的比率为20,因此可以将车辆的速度计算为20m/s(72km/h),是1m/s(3.6km/h)的20倍。
此时,可以将与交变磁图案相对应的第一频率标准化。
假设在最大速度为72km/h的道路上以0.05m的间隔重复交替地构造交变磁图案,则当检测到第二频率为400Hz时,可以将车辆的速度识别为72km/h。但是,假设交变磁图案在道路的某些路段没有保持规则的间隔并且以0.5m的间隔被重复构造,并且车辆以相同的速度行驶,则第二频率被检测为40Hz,因此,难以准确地检测车辆的速度。
因此,本发明可以在道路上构造车道线,以使得交变磁图案之间的间隔保持规则的间隔,即,使得与交变磁图案相对应的第一频率被标准化,而无论施工设备的尺寸如何,即,施工设备是在道路上构建车道线时具有可以通过人手移动的尺寸(具有小车轮),还是具有诸如卡车的尺寸(具有大车轮)的施工设备。
对于该操作,本发明可以使用车轮的周长,该车轮的周长将要用于移动施工设备和车轮的半径。
例如,假定施工设备的车轮的周长为2πR,则车轮的半径可以为R。当车轮的半径除以磁性交变图案之间的间隔时,计算在施工设备的车轮旋转一次的情况下,将改变的交变磁场的次数,因此可以使用计算结果根据车轮的旋转角度来施加交变磁场。在本文中,可以基于设置在车轮或车轮的轴上的旋转检测传感器来测量车轮的旋转角度,并且该传感器和交变磁场生成设备彼此组合地操作,从而使得能够这样施工:使得第一频率标准化,而无论施工设备的移动速度如何。
因此,本发明可以在基于施工设备中使用的车轮的周长来构造车道线的过程中以规则的间隔保持交变磁图案之间的间隔。
在本文中,当第二频率不均匀时,可以检测到第二频率的整个周期中的频率变化率小于或等于预设参考值的频率设置间隔,并且可以使用与频率设置间隔相对应的第二频率来计算车辆的速度。
例如,当由磁传感器感测到的第二频率均匀时,其可以由均匀的周期和均匀的幅度来表示,如图18所示。但是在车辆行驶时通常感测到的第二频率很可能不均匀,如图19所示。
在本文中,当由磁传感器感测到的第二频率不均匀时,如图19所示,本发明可以检测被确定为适合于测量车辆速度的频率设置间隔,并且可以使用该频率设置间隔来计算车辆速度。
即,如图19所示,假设感测到第二频率,则可以将在第二频率的整个周期中频率变化稳定的间隔设置为频率设置间隔1911和1912。在本文中,可以通过将相应间隔中测量的频率与预设参考频率进行比较来设置频率变化稳定的间隔。
此外,可以使用测量信号的强度或测量信号的幅度的变化率来设置频率设置间隔。
例如,可以将测量信号的强度大大变化超过预设变化率的间隔排除在频率设置间隔之外。在本文中,可以基于在车辆中测量的其他传感器测量值(例如,速度传感器、加速度传感器、踏板运动传感器、踏板角度传感器等)来获得预设变化率,而不是根据磁传感器测量的值来获得预设变化率。
在另一示例中,可以将其中测量信号的幅度变化大大超过预设变化率的间隔排除在频率设置间隔之外。
在另一示例中,可以生成基于在车辆中测量的其他传感器测量值而预测的频率预测值,并且可以将该频率预测值与实际测量的频率进行比较,从而可以将其中频率彼此不同的间隔排除在频率设置间隔之外。例如,当在根据踏板角度测量值预测速度逐渐增加的间隔中频率变化相反地减小时,可以将该相应的间隔排除在频率设置间隔之外。
在这种情况下,可以基于预设误差范围来确立被确定为排除在频率设置间隔之外的候选间隔,并且将该候选间隔细分为预设参考单位,然后进行分析,从而可以确定将被排除在频率设置间隔之外的最终间隔。
例如,假设预设误差范围是N,并且测量信号的强度最大地变化超过预设变化率的间隔的位置是A,则从(A-N)到(A+N)的范围可以是确立为候选间隔。此后,假设预设参考单位为B,则将候选间隔细分为B个单元并进行精确分析,从而可以确定要从频率设置间隔中排除的最终间隔。
在本文中,第二频率的幅度可以随着磁传感器与每条车道线之间的距离而变化。例如,当车辆行驶时与对应的车道线隔开预设距离时,可以以相对均匀的幅度检测到第二频率。然而,随着车辆变得更接近车道线,第二频率的幅度可以增加,而随着车辆变得远离车道线,第二频率的幅度可以减小。
此外,处理器2230可以基于道路的限速和车辆的速度来确定车辆是否以超速行驶,并且如果确定车辆以超速行驶,则可以向测量的驾驶员发出警报,或提供以使车辆的控制模块降低速度的反馈。
在本文中,向驾驶员提供警报的方法不限于特定的方法,可以利用能够刺激驾驶员的视觉、听觉、触觉和嗅觉等各种感官的方法。
存储器2240可以存储在根据本发明实施例的车辆检测多条车道线并测量速度的过程中生成的各种类型的信息。
此外,如上所述,存储器2240可以支持根据本发明实施例的车辆的功能。在本文中,存储器2240可以作为单独的大容量存储器来操作,并且可以包括用于执行操作的控制功能。
同时,车辆可以配备有存储器,并且可以在设备中内部地存储信息。在一个实施例中,存储器可以是计算机可读存储介质。在一个实施例中,存储器可以是易失性存储单元,并且在另一个实施例中,存储器可以是非易失性存储单元。在一个实施例中,存储设备可以是计算机可读存储介质。在各种不同的实施例中,存储设备可以是计算机可读存储介质。在各种不同的实施例中,存储设备可以包括例如硬盘设备、光盘设备或任何其他大容量存储设备。
借助于这样的车辆,可以不受天气状况或能见度影响的情况而检测车道线或测量速度,从而防止了当使用其他方法检测到车道线时可能发生的严重事故。
如上所述,在根据本发明的磁场生成方法、使用磁场的车道检测方法以及使用该方法的车辆中,不限于应用上述实施例中的配置和方案,并且可以选择性地组合和配置上述一些或所有实施例,使得可以进行各种修改。

Claims (20)

1.一种车道检测方法,包括:
基于附接至车辆的磁传感器来感测与包括在多条车道线中的磁性粒子相对应的磁场;以及
基于所述磁场检测多条车道线。
2.根据权利要求1所述的车道检测方法,还包括基于所述磁场对所述多条车道线的类型进行分类。
3.根据权利要求2所述的车道检测方法,其中,所述分类被配置为基于与每条所述车道线相对应的磁场强度和磁化图案导致的磁场的变化中的任何一个来对所述多条车道线的类型进行分类。
4.根据权利要求1所述的车道检测方法,还包括:
基于所述磁场生成关于所述多条车道线中的至少一条与所述车辆之间的距离的信息,并使用所述距离信息生成关于所述车辆在道路上的行车位置信息;以及
基于所述行车位置信息生成以下至少之一:针对所述车辆的驾驶控制信号和针对驾驶员的警报通知。
5.根据权利要求1所述的车道检测方法,还包括:
针对每个感测到的所述磁场,设置磁场校正间隔,在所述磁场校正间隔中,所述磁场的强度的变化率等于或大于预设参考变化率;以及
校正与所述磁场校正间隔相对应的数据。
6.如权利要求5所述的车道检测方法,其中,所述设置磁场校正间隔被配置为基于对车辆传感器数据的考虑来设置所述磁场校正间隔,所述磁场校正间隔与其中所述磁场的强度的变化率大于或等于所述预设参考变化率的间隔对应。
7.根据权利要求1所述的车道检测方法,还包括:
基于所述磁传感器来感测由包括在每条车道线中的磁性粒子生成的磁场;以及
使用所述车道线的交变磁图案和所感测到的磁场来计算所述车辆的速度。
8.根据权利要求7所述的车道检测方法,其中,所述计算被配置为基于与所感测到的磁场的频率对应的第二频率和与所述交变磁图案的频率对应的第一频率的比率来计算所述车辆的所述速度。
9.根据权利要求7所述的车道检测方法,还包括:
基于道路的限速和所述车辆的速度,确定所述车辆是否以超速行驶;以及
如果确定所述车辆以超速行驶,则向所述车辆的驾驶员提供警报或提供以使所述车辆的控制模块降低所述速度的反馈。
10.根据权利要求3所述的车道检测方法,其中,所述磁传感器是高灵敏度传感器和低灵敏度传感器彼此组合的复合传感器。
11.根据权利要求10所述的车道检测方法,其中,所述磁传感器被配置为通过将所述高灵敏度传感器的感测结果与所述低灵敏度传感器的感测结果相组合,以生成针对各个感测灵敏度等级的多条感测信息。
12.根据权利要求4所述的车道检测方法,其中,生成所述行车位置信息被配置为获取多个磁场感测信号并且利用所述多个磁场感测信号的信号强度之间的差值来生成所述距离信息,所述多个磁场感测信号是通过基于构成所述磁传感器的磁传感器单元感测来自所述车辆的左部和右部的所述磁场而获得的。
13.根据权利要求12所述的车道检测方法,其中,每个所述磁传感器单元从所述车辆的左部/右部、前部、中部和后部中的至少一处感测所述磁场。
14.根据权利要求1所述的车道检测方法,还包括:基于位于所述车辆附近的附加车辆导致的所述磁场的变形程度生成车辆间信息,所述车辆间信息包括以下至少之一:所述附加车辆的位置和所述车辆与所述附加车辆之间的距离。
15.一种使用道路标记涂料的磁场生成方法,包括:
将所述道路标记涂料涂覆在道路上以指示车道线;以及
根据包括在所述道路标记涂料中的磁性粒子,输出由附接有磁传感器的车辆感测到的磁场。
16.根据权利要求15所述的磁场生成方法,其中,所述磁性粒子被配置为使得添加浓度、磁化图案和剩余磁化特性中的任何一个取决于每个车道线的类型而被不同地设置。
17.如权利要求15所述的磁场生成方法,还包括:
基于将所述道路标记涂料涂覆到所述道路上的施工设备的车轮的旋转角度,生成与待涂覆到所述车道线上的交变磁图案相对应的交变磁场;以及
将所生成的交变磁场施加到所述磁性粒子上。
18.根据权利要求17所述的磁场生成方法,其中,所述生成被配置为根据所述车轮的所述旋转角度计算在所述施工设备移动时用于保持构造的车道线上的所述交变磁图案的磁场交变的次数,并且生成与所述计算出的磁场交变的次数相对应的交变磁场。
19.一种车辆,包括:
磁传感器,用于感测与包括在多条车道线中的磁性粒子相对应的磁场;以及
处理器,用于基于所述磁场检测多条车道线。
20.根据权利要求19所述的车辆,其中,所述处理器基于所述磁场对所述多条车道线的类型进行分类。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11604476B1 (en) * 2018-10-05 2023-03-14 Glydways Inc. Road-based vehicle guidance system
CN114303040A (zh) * 2020-06-23 2022-04-08 株式会社定石化学 利用多个磁传感器的步行信息识别方法以及装置
KR102393835B1 (ko) * 2020-06-23 2022-05-04 주식회사 정석케미칼 자기/광학 패턴을 이용한 보행 정보 인식 방법 및 장치
KR102393836B1 (ko) * 2020-06-23 2022-05-04 주식회사 정석케미칼 복수 자기 센서들을 이용한 보행 정보 인식 방법 및 장치
KR102321567B1 (ko) * 2021-04-27 2021-11-05 주식회사 정석케미칼 복수 자기 센서들을 이용한 주행 정보 인식 방법 및 장치
KR102393837B1 (ko) * 2021-09-13 2022-05-06 주식회사 정석케미칼 자성도료 차선 기반 차량 제어 신호 생성 방법 및 이를 위한 장치
CN115440088B (zh) * 2022-07-25 2024-05-14 重庆大学 一种基于场的智能车辆换道决策方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668624A (en) * 1969-11-20 1972-06-06 Novatek Inc Method and apparatus for vehicle control and guidance
US4401181A (en) * 1981-03-12 1983-08-30 Schwarz Alfred V Road vehicle control system
CN103454607A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 上海汽车集团股份有限公司 磁场传感器信号的校正方法和基于该方法的车辆导航系统
WO2016043782A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Flextronics Ap, Llc Vehicle lane departure system based on magnetic field flux detection
CN105448106A (zh) * 2015-12-03 2016-03-30 哈尔滨工业大学 基于地磁传感器阵列的车辆检测装置
DE102016010414A1 (de) * 2016-08-30 2018-03-01 Engin Kasli Vorrichtung zur Spurführung autonom fahrender Kraftfahrzeuge

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5433525A (en) 1977-08-19 1979-03-12 Sanwa Setsubi Kogyo Kk Apparatus for regenerating pitchhbased paving material
US4321589A (en) * 1980-07-07 1982-03-23 King Frederick N Detection system for emergency vehicles with signal preemption means
JPS5736387A (ja) 1980-08-13 1982-02-27 Matsushita Electric Works Ltd Genkoshikikemurikanchiki
JPS59165110A (ja) 1983-03-10 1984-09-18 Kawasaki Heavy Ind Ltd 磁性塗料による無人台車の誘導方法
JPH06131595A (ja) 1992-10-16 1994-05-13 Kansei Corp 自動車用中央分離帯接近警報装置
KR100198125B1 (ko) * 1995-12-14 1999-06-15 류정열 자동차 추돌방지장치 및 그 제어방법
JP3780617B2 (ja) * 1997-04-28 2006-05-31 日産自動車株式会社 車両の自動操舵装置
EP1020707B1 (en) 1997-09-29 2003-01-15 Aichi Steel Works, Ltd. Magnetic apparatus for detecting position of vehicle
JPH11219494A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車線認識方法及び車線認識装置
JP3845290B2 (ja) * 2001-10-26 2006-11-15 日立電線株式会社 車両検知装置
US20030123930A1 (en) * 2001-12-31 2003-07-03 Jacobs Gregory F. Matrix element magnetic pavement marker and method of making same
FR2955180B1 (fr) 2010-01-08 2012-03-23 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure de la vitesse de deplacement d'un objet deformant les lignes du champ magnetique terrestre
JP5433525B2 (ja) 2010-08-06 2014-03-05 株式会社日立製作所 車両走行支援装置及び道路標示の作成方法
JP6176028B2 (ja) * 2013-09-26 2017-08-09 株式会社デンソー 車両制御システム、画像センサ
KR101500082B1 (ko) * 2013-06-10 2015-03-18 현대자동차주식회사 주행차로 인식 장치 및 방법
CN105683015B (zh) * 2013-09-05 2018-06-08 罗伯特·博世有限公司 基于来自后雷达传感器的数据的增强车道偏离警告
KR20150125115A (ko) * 2014-04-29 2015-11-09 한국철도기술연구원 자성분말이 적용된 주행경로를 생성하는 생성방법과 이를 이용한 검출장치
US9892296B2 (en) * 2014-11-12 2018-02-13 Joseph E. Kovarik Method and system for autonomous vehicles
JP6172237B2 (ja) * 2015-10-23 2017-08-02 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ検出方法及び磁気マーカ検出装置
EP3415691A4 (en) * 2016-02-10 2019-10-09 Aichi Steel Corporation METHOD FOR INSTALLING A MAGNETIC MARKER AND WORKING VEHICLE SYSTEM
CN109661563B (zh) * 2016-06-03 2023-09-01 爱知制钢株式会社 位置捕捉方法及系统
JP7012421B2 (ja) * 2016-06-17 2022-01-28 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ及びマーカシステム
JP6928307B2 (ja) * 2017-03-28 2021-09-01 愛知製鋼株式会社 マーカ検出システム及びマーカ検出方法
US10628671B2 (en) * 2017-11-01 2020-04-21 Here Global B.V. Road modeling from overhead imagery
US10490070B2 (en) * 2018-01-29 2019-11-26 Siemens Mobility, Inc. Bus lane prioritization
JP7151191B2 (ja) * 2018-06-11 2022-10-12 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668624A (en) * 1969-11-20 1972-06-06 Novatek Inc Method and apparatus for vehicle control and guidance
US4401181A (en) * 1981-03-12 1983-08-30 Schwarz Alfred V Road vehicle control system
CN103454607A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 上海汽车集团股份有限公司 磁场传感器信号的校正方法和基于该方法的车辆导航系统
WO2016043782A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Flextronics Ap, Llc Vehicle lane departure system based on magnetic field flux detection
CN105448106A (zh) * 2015-12-03 2016-03-30 哈尔滨工业大学 基于地磁传感器阵列的车辆检测装置
DE102016010414A1 (de) * 2016-08-30 2018-03-01 Engin Kasli Vorrichtung zur Spurführung autonom fahrender Kraftfahrzeuge

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Publication number Publication date
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