CN114746720A - 地图以及地图的生成方法 - Google Patents

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Abstract

用于能够对从形成道路的表面的路面侧作用的磁进行计测的车辆推定本车位置的地图(1)包括：构造地图(M1)，其表示道路构造并且通过表示绝对位置的位置数据与各点建立了关联而成；以及路面磁分布(M2)，其为路面上的各点的磁数据的分布且通过表示绝对位置的位置数据与各点建立了关联而成，在地图(1)中，经由表示绝对位置的位置数据将构造地图(M1)与路面磁分布(M2)建立了对应关系。

Description

地图以及地图的生成方法
技术领域
本发明涉及能够在车辆的驾驶支援控制中利用的地图及其生成方法。
背景技术
近年来，正在提出并实现各种用于降低车辆的驾驶负担的驾驶支援技术。作为驾驶支援技术，例如存在由车辆侧担负自动制动功能中的制动控制、车道维持功能中的转向控制等车辆控制的一部分的驾驶支援技术(例如参照下述的专利文献1。)。进而，还提出由车辆侧执行包括转向控制、制动控制在内的车辆控制的大致全部、且使驾驶员侧的操作负担接近零而实现自动驾驶的高度的驾驶支援技术等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-185294号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了实现高度的驾驶支援技术，需要能够在利用于车辆控制的地图中高精度地掌握本车辆的位置。在无法在地图中高精度地掌握本车辆的位置的情况下，无法在车辆侧高精度地掌握周围的道路构造，而难以进行伴随着车辆的移动的自主的车辆控制。
本发明是鉴于所述以往的问题点而完成的，欲提供能够用于推定本车辆的位置的地图及其生成方法。
用于解决课题的方案
本发明的一方案为一种地图的生成方法，其使用具备磁传感器的计测车辆来生成地图，所述地图用于能够对从形成行驶路的表面的路面侧作用的磁进行计测的车辆推定本车位置，其中，
所述地图的生成方法执行：
测位处理，其取得该计测车辆的位置；
磁计测处理，其使用所述磁传感器来计测路面上的磁数据；以及
建立对应关系处理，其将由所述磁计测处理计测出的磁数据和与由所述测位处理取得的所述计测车辆的位置对应的地图上的点建立对应关系。
本发明的一方案为一种地图，其能够在用于车辆的驾驶支援或者车辆的自动驾驶的控制中利用，其中，
所述地图与路面磁分布建立了对应关系，所述路面磁分布为形成行驶路的表面的路面上的各点的磁数据的分布。
发明效果
本发明的地图是磁数据与路面上的各点建立了对应关系而得到的地图。例如若为具备磁传感器的车辆，则能够取得能够同与地图建立了对应关系的磁数据的分布进行对照的磁数据的分布。若将与地图建立了对应关系的磁数据的分布与在车辆侧取得的磁数据的分布对照，则能够在与地图建立了对应关系的磁数据的分布中确定与在车辆侧取得的磁数据的分布对应的区域。并且，若能够在地图中确定该对应区域，则能够在地图中推定车辆的位置。
这样，本发明的地图能够用于推定本车辆的位置。根据本发明的方法，能够生成用于推定本车辆的位置的该地图。
附图说明
图1是实施例1中的地图的说明图。
图2是实施例1中的计测车辆的侧视图。
图3是示出实施例1中的计测车辆的结构的框图。
图4是示出实施例1中的路面磁分布中的一维磁分布的说明图。
图5是实施例1中的计测车辆生成路面磁分布的情形的说明图。
图6是实施例1中的利用地图的车辆的说明图。
图7是示出实施例1中的利用地图的车辆的结构的框图。
图8是实施例1中的车辆所生成的二维磁分布的说明图。
图9是实施例1中的对路面磁分布与二维磁分布进行对照的情形的说明图。
图10是实施例2中的配置有磁标识器的道路的俯视图。
图11是例示实施例2中的通过磁标识器时的行进方向的磁计测值的变化的说明图。
图12是例示实施例2中的由沿车宽方向排列的磁传感器Cn得到的车宽方向的磁计测值的分布曲线的说明图。
图13是实施例2中的车辆所生成的二维磁分布的说明图。
图14是实施例2中的对路面磁分布与二维磁分布进行对照的情形的说明图。
图15是实施例3中的磁标识器的立体图。
图16是实施例3中的推定计测车辆的方位的情形的说明图。
图17是实施例4中的地图的说明图。
具体实施方式
在本发明中，作为与地图上的点建立对应关系的磁数据，除了路面上的各点的磁的大小以外，优选为磁梯度。磁梯度例如能够根据路面上的两个位置的磁的大小的差量来求出。另外，例如若为利用磁传感器排列而成的传感器阵列对路面上的磁进行计测的情况，则例如能够根据由相邻的磁传感器得到的磁计测值的差量来求出磁梯度。另外，例如也可以由一个磁传感器计测的不同时间点的磁计测值的差量来求出时间上的磁梯度。并且，例如也考虑对两个磁传感器分别求出形成时间上的磁梯度的这样的差量，并在该两个磁传感器之间进一步取差量，从而求出磁梯度。
在磁梯度中，对磁传感器一样、或者接近一样地作用的磁分量被抑制。故而，在磁梯度中，从存在于较远处的磁产生源作用的磁分量被抑制，从存在于较近处的路面等的磁产生源作用的磁分量相对被强调。因此，若采用磁梯度来作为与地图上的点建立对应关系的磁数据，则能够抑制由周围的车辆、护栏、招牌等磁产生源引起的影响、由地磁引起的影响，成为路面上的磁被高精度地反映的地图。
使用以下的实施例对本发明的实施方式具体进行说明。
(实施例1)
本例是涉及与作为道路(行驶路的一例)的路面上的各点的磁分布的路面磁分布M2建立了对应关系而成的地图1及其生成方法的例子。参照图1～图9对该内容进行说明。
本例的地图1(图1)是路面磁分布M2与表示道路构造等的构造地图M1建立了对应关系而成的地图。构造地图M1与路面磁分布M2经由表示绝对位置的位置数据而建立了对应关系。路面磁分布M2中的各位置与构造地图M1上的任一位置唯一对应。因此，若能够在路面磁分布M2中确定与车辆计测出的路面的磁分布相同的分布图案的区域，则能够推定地图1上的本车位置(车辆的位置)。
地图1例如能够利用图2以及图3所例示的计测车辆11而生成。计测车辆11通过以将磁数据建立对应关系前的空白状态的路面磁分布M2为基础，将磁数据与路面磁分布M2中的各点建立对应关系，从而将磁数据与地图上的各点建立对应关系(建立对应关系处理)。需要说明的是，即使在空白状态下，路面磁分布M2的各点也与绝对位置的位置数据建立了关联，从而与构造地图M1建立了对应关系。
计测车辆11具备GPS单元15、检测磁的计测单元2、控制单元13以及地图数据库(地图DB)17。GPS单元15是执行利用GPS(Global Positioning System)卫星来测位绝对位置的测位处理的单元。该GPS单元15与被称为RTK(RealTime Kinematic Global PositioningSystem)的相对测位方式对应。GPS单元15能够通过利用基准站的相对测位以几cm的精度进行测位。需要说明的是，GPS单元15构成为将传感器阵列21的中央的位置(后述的磁传感器C8的位置)作为计测位置POS来进行测位。GPS单元15将表示计测位置POS的位置信息向控制单元13输入。
如图3所示，计测单元2是包括磁传感器Cn的传感器阵列21与IMU(InertialMeasurement Unit)22一体化而成的细长的棒状的单元。计测单元2以与路面100S接近的状态沿着车宽方向安装。计测单元2以使路面100S与传感器阵列21的间隙成为2～5cm的方式从计测车辆11的底面悬吊。根据传感器阵列21，能够取得路面附近的各点的磁数据来作为路面上的磁数据。需要说明的是，计测单元2经由高度调节机构2H而安装于计测车辆11，以能够将与路面100S的间隙保持为一定。
传感器阵列21具备沿着长边方向以0.1m间隔排列的15个磁传感器Cn(n为1～15的整数)以及执行各种运算处理的检测处理电路212。检测处理电路212以能够取得以0.1m间隔配置的15个磁传感器Cn同时计测出的磁计测值(磁的大小)的方式控制各磁传感器Cn。根据多个磁传感器Cn排列而成的传感器阵列21，能够同时取得路面上的多个位置的磁计测值来作为磁数据。在此，同时并不意味着物理上严格的同时。同时例如意味着为反复执行的运算处理循环中的同一循环中等、能够在运算处理中视作同时的程度的同时性。需要说明的是，在本例中，将路面上的各点的磁的大小采用为与路面上的各点建立对应关系的磁数据。
磁传感器Cn是利用非晶体线材等感磁体的阻抗根据外部磁场而敏感变化这样的公知的MI效果(Magneto Impedance Effect)来检测磁的传感器。本例的磁传感器Cn具有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这样的高灵敏度的检测性能。
在磁传感器Cn中，沿着正交的两个轴向配置感磁体，从而能够检测出在该正交的两个轴向上作用的磁。在本例中，以沿着车宽方向安装于计测车辆11的传感器阵列21能够检测出行进方向以及车宽方向的磁分量的方式，将磁传感器Cn组装于传感器阵列21。
需要说明的是，在本例的计测车辆11中，15个磁传感器Cn中的正中央的磁传感器C8的位置与上述的计测位置POS对应。
传感器阵列21的检测处理电路212是执行磁计测处理等的运算电路。该检测处理电路212除了执行各种运算的CPU(central processing unit)以外，还利用ROM(read onlymemory)、RAM(random access memory)等存储器元件等而构成。
检测处理电路212例如以3kHz的频率取得各磁传感器Cn输出的传感器信号(磁计测值)。例如，若以3kHz的频率实施由磁传感器Cn进行的磁计测，则计测车辆11能够在行驶中生成地图1。检测处理电路212针对各磁传感器Cn将行进方向的磁分量与车宽方向的磁分量合成而确定所作用的磁的大小。并且，检测处理电路212针对每个磁传感器Cn求出沿着由行进方向与车宽方向规定的水平面作用的磁的大小(形成磁数据的一例的磁计测值)。检测处理电路212将由各磁传感器Cn同时计测出的磁计测值形成的一维磁分布向控制单元13输入。
组装于计测单元2的IMU22是通过惯性导航来推定计测车辆11的相对位置的惯性导航单元。IMU22具备作为计测方位的电子罗盘的双轴磁传感器221、计测加速度的双轴加速度传感器222以及计测角速度的双轴陀螺仪传感器223。
IMU22通过加速度的二重积分而运算每时刻的位移量，并且利用作为角速度的积分的方位的变化量、计测方位等而高精度地算出计测车辆11的每时刻的方位。并且，IMU22通过沿着计测车辆11的方位累计位移量而运算相对于基准位置的相对位置。若利用IMU22所推定的相对位置，则即使在隧道、楼宇间等GPS的测位变得不稳定的环境下，也能够进行计测位置POS的推定。IMU22除了表示相对位置的信息以外，还将表示计测车辆11的方位dir的方位信息向控制单元13输入。
控制单元13(图3)是将由传感器阵列21得到的一维磁分布分配于路面磁分布M2而生成地图1的单元。控制单元13除了执行各种运算的CPU以外，还具备安装有ROM、RAM等存储器元件等的电子基板(省略图示)。在控制单元13连接有硬盘驱动器等存储器件。在存储器件的存储区域设置有地图数据库(地图DB)17。计测车辆11所生成的地图1被保存于该地图DB17。
如上述那样，地图1是将路面磁分布M2与构造地图M1建立了对应关系而成的地图(参照图1。)。构造地图M1与路面磁分布M2经由位置数据而建立了对应关系。在地图1的生成时预先保存于地图DB17的路面磁分布M2是磁数据与各点建立对应关系前的空白状态的磁分布。但是，表示绝对位置的位置数据与空白状态的路面磁分布M2的各点建立了关联。通过计测车辆11在道路100行驶，从而能够将由计测车辆11得到的磁计测值(磁数据)与路面磁分布M2中的点依次建立对应关系。
控制单元13具备作为(1)推定计测位置POS的位置推定部131、(2)将由计测单元2得到的一维磁分布分配于路面磁分布M2的分布分配部133的功能。
(1)位置推定部
作为位置推定部131的控制单元13在能够从GPS单元15取得计测位置POS时，将该计测位置POS推定为传感器阵列21的中央的位置(磁传感器C8的位置)。另一方面，在无法从GPS单元15取得精度得到确保的位置信息时，利用从计测单元2(IMU22)取得的相对位置信息来推定计测位置POS。具体而言，控制单元13将由GPS单元15得到的最近的测位位置(过去的计测位置POS)作为基准位置，并将错开了相对位置的量的位置推定为计测位置POS。
(2)分布分配部
作为分布分配部133的控制单元13对保存于地图DB17的空白状态的路面磁分布M2依次分配从传感器阵列21取得的一维磁分布。分布分配部133通过将构成一维磁分布的多个位置的磁计测值(作为磁数据的一例的磁量)与地图上的多个点建立对应关系的建立对应关系处理，从而对路面磁分布M2分配一维磁分布。
如图4所示，控制单元13首先在路面磁分布M2中确定与位置推定部131所推定的计测位置POS对应的点。这样在路面磁分布M2中确定的点是从计测单元2取得的一维磁分布的中心、即将磁传感器C8的磁计测值建立对应关系的点。
进而，控制单元13基于从IMU22取得的方位信息所表示的计测车辆11的方位dir，来确定路面磁分布M2中的一维磁分布L的姿态(图4)。控制单元13以与计测车辆11的方位dir正交的方式使一维磁分布L以计测位置POS为中心旋转，由此确定一维磁分布L的姿态。然后，控制单元13将构成一维磁分布L的磁计测值(磁量的计测值)与在路面磁分布M2中一维磁分布L所占有的一维的区域的各点分别建立对应关系。
当使如以上那样构成的计测车辆11沿着道路100行驶时，如图5所示，能够对路面磁分布M2分配沿着计测车辆11行驶过的轨迹的带状区域10R的磁分布。若变更车宽方向的位置并且使计测车辆11反复行驶，则能够在路面100S的接近整个区域的范围内生成磁分布。
根据传感器阵列21，能够同时取得在一直线上排列的15个点的多个位置的磁计测值，能够取得一维磁分布L。若使沿着车宽方向安装有该传感器阵列21的计测车辆11行驶，则能够效率良好地取得传感器阵列21所扫描的二维的带状区域10R的磁分布，能够效率良好地生成路面磁分布M2。
在此，作为参考例，利用路面磁分布M2与构造地图M1建立了对应关系而成的地图1(图1)，来说明车辆5推定本车位置的方法的一例。如图6以及图7所示，车辆5具备包括磁传感器Cn的传感器阵列52、保存地图1(参照图1。)的地图数据库(地图DB)55以及执行各种运算的控制单元50等。并且，在控制单元50连接有执行利用GPS卫星的测位运算等的GPS单元531、检测转向方向的转向舵角(日文：ステアリング舵角)传感器533、车速传感器535等。
传感器阵列52与计测车辆11的传感器阵列21同样地，是具备15个磁传感器Cn(n为1～15的整数)以及内置有未图示的CPU等的检测处理电路521的细长的棒状的单元。传感器阵列52具有与计测车辆11所装备的传感器阵列21大致相同的结构。传感器阵列52取得由每隔0.1m的磁计测值形成的一维磁分布，并将该一维磁分布向控制单元50输入。
控制单元50是执行用于在地图1(参照图1。)上推定本车位置的运算等的单元。控制单元50除了执行各种运算的CPU以外，还具备安装有ROM、RAM等存储器元件等的电子基板(省略图示)。控制单元50利用从传感器阵列52取得的一维磁分布推定来本车位置。
控制单元50将从传感器阵列52取得的一维磁分布沿着行驶轨迹H累积而生成二维磁分布A(图8)。并且，控制单元50将路面磁分布M2与二维磁分布A对照，确定在路面磁分布M2中与二维磁分布A的一致度高的对应区域。控制单元50基于地图中的该对应区域的位置来推定本车位置。
具体而言，控制单元50一边在路面磁分布M2中挪动二维磁分布A的位置，一边在各位置求出表示两者的一致度的互相关系数(图9)。然后，确定路面磁分布M2中的互相关系数最高的二维磁分布A的占有区域。车辆5所生成的二维磁分布A是将与车辆5所具备的传感器阵列52所面对的路面的一维区域对应的一维磁分布L作为端部，并沿着行驶轨迹H延伸的区域。若能够确定路面磁分布M2中的二维磁分布A的对应区域，则能够在地图上推定本车位置。
需要说明的是，在路面磁分布M2中随机地探索车辆5所生成的二维磁分布A的对应区域有可能效率并不良好。也可以利用由GPS单元531得到的测位位置，将以测位位置为基准的附近的范围设定为探索范围。在该情况下，通过限定于作为路面磁分布M2中的一部分的探索范围来探索二维磁分布A的对应区域，从而能够效率良好地推定本车位置。
若利用本例的地图1(图1)，则即使在GPS的卫星电波的接收状态变得不稳定的隧道、楼宇间的道路等，也能够推定本车位置。另外，在利用地图1的本车位置的推定中，与基于惯性导航的位置推定不同不存在位置上的误差累积的情况。
若将路面磁分布M2与车辆5所生成的二维磁分布A对照，则能够确定路面磁分布M2中的二维磁分布A的位置、姿态。例如若为能推定出本车位置后，则通过确定路面磁分布M2中的二维磁分布A的位置、姿态，从而能够掌握以已推定的本车位置为基准的相对位置、方位(车辆的朝向)的变化。因此，将路面磁分布M2与二维磁分布A对照而推定车辆5的位置的结构能够代替IMU。
在构成地图1的路面磁分布M2中，由于混入到形成路面100S的铺装材料的磁性材料、设置于路面100S的金属制的工作口(manhole)、桥的接缝等磁产生源而形成磁量有大有小。这些磁产生源在路面100S上位置被固定，因此位置的变动小。若利用源自于位置被固定的磁产生源的路面磁分布M2，则能够高精度地推定地图上的本车位置。
需要说明的是，也可以是利用混入氧化铁的磁粉等磁性材料的铺装材料铺装成的路面。在该情况下，铺装材料中的磁性材料被磁化，成为路面磁分布M2的起伏变大的倾向。若磁分布的起伏扩大，则磁分布的对照变得容易且能够提高精度。需要说明的是，也可以将由混入磁性材料的铺装材料铺装成的路面不均匀地磁化。在该情况下，能够进一步扩大磁分布的起伏，磁分布的对照变得容易。也可以准备混入磁性材料的铺装材料与不包含磁性材料的通常的铺装材料。在该情况下，也可以不将两种铺装材料混合而是不均匀地向路面供给。由于磁性材料的构成比根据路面的位置而产生差异，因此能够借此扩大磁分布的起伏。
也可以在利用混入磁性材料的铺装材料铺装路面后，使路面磁化。例如也可以以呈磁较强的矩形区域与磁较弱的矩形区域交替地出现的方格花纹等规定图案的方式将路面磁化。若利用形成磁有强有弱的花纹，则磁分布间的对照变得容易，且能够提高位置推定的精度。另外，在以呈规定图案的方式将路面磁化的情况下，例如，通过利用磁量较大的矩形区域与磁量较小的矩形区域的区分线，能够效率良好地执行计测磁分布的对照。例如，在计测磁分布包含区分线的情况下，以与路面磁分布M2中的区分线的一致为前提执行对照即可。规定图案也可以是一维或者二维的条形码等能够读出信息的图案。
并且，也可以以在由混入磁性材料的铺装材料铺装成的路面100S中出现磁的特异点的方式将路面100S磁化。这样，若由氧化铁的磁粉等作成磁的特异点，则磁分布间的对照变得容易。若以特异点的一致为前提，则在磁分布间的对照时，能够排除特异点不一致的组合，能够效率良好地执行对照。
需要说明的是，在本例中，说明了利用路面100S与计测单元2的间隙设定为2～5cm的计测车辆11生成地图1的步骤。也可以在设想为通常的车辆中的磁传感器的安装高度的100～250mm的范围安装计测单元2。在该情况下，计测单元2不计测接近路面的各点的磁数据，而是计测作用于与路面100S在高度方向上分离的各点的路面上的磁数据。作为路面磁分布M2，也可以是像这样与路面100S在高度方向上分离的各点的磁数据的分布。
在利用地图的车辆中，也可以执行与路面100S在高度方向上分离的各点的路面磁分布与计测出的磁分布的对照。或者，也可以根据与路面100S在高度方向上分离的各点的磁数据来推定路面表面的各点的磁分布，并执行与计测出的磁分布的对照。
在计测车辆11中，也可以沿着铅垂方向配置安装高度不同的两个磁传感器。在该情况下，能够掌握高度方向的磁的衰减率。若利用高度方向的磁的衰减率，则能够提高根据与路面100S在高度方向上分离的各点的磁数据来推定路面的各点的磁分布时的精度。
在本例中，例示了在距路面的高度2～5cm处安装有传感器阵列21的计测车辆11。也可以将传感器阵列21作为第一传感器阵列，并采用与路面在高度方向上分离地安装的第二传感器阵列。作为路面磁分布M2，也可以生成作为路面附近的磁数据的分布的第一路面磁分布M2以及作为路面上的高度○○cm的磁数据的分布的第二路面磁分布M2。该情况下的地图除了构造地图M1以外，还由第一以及第二路面磁分布M2构成。若存在高度不同的两种以上的路面磁分布，则能够掌握磁的衰减率等，能够提高特定的高度的磁分布的推定精度。
也可以是，作为与路面在高度方向上分离地安装的传感器阵列或者磁传感器，设置高度不同的多个传感器阵列等，并构成包括计测高度不同的多种路面磁分布M2的地图1。在该情况下，优选在执行与任一车辆计测出的磁分布的对照时，选择在与该车辆中的传感器阵列或者磁传感器的安装高度接近的高度上计测出的路面磁分布M2，并执行对照。另外，也可以将表示高度方向上的磁的强度(磁的大小、磁梯度等。)的衰减的程度的式子与地图1上的各位置建立对应关系。在该情况下，基于路面磁分布M2，能够容易地推定特定的高度上的磁数据的分布。与地图1上的各位置建立对应关系的式子(表示磁的强度的衰减的程度的式子)可以是理论上的式子，但也可以是表示从上述的第一路面磁分布M2中的磁数据到第二路面磁分布M2中的磁数据的变化的近似式。
在本例中，作为路面磁分布M2的各点的磁数据，例示了沿着由行进方向与车宽方向规定的水平面作用的磁量。也可以代替于此，而采用对铅垂方向的磁分量进行检测的磁传感器，并且将铅垂方向的磁量作为路面磁分布M2的各点的磁数据。并且，也可以将由磁传感器计测出的行进方向的分量与车宽方向的分量表示的向量作为路面磁分布M2的各点的磁数据。也可以采用能够对正交的三个轴向的磁分量进行计测的磁传感器，并且将由三个轴向的磁分量表示的向量作为路面磁分布M2的各点的磁数据。
在本例中，通过沿着车宽方向安装有磁传感器在一直线上排列而成的传感器阵列21的计测车辆11而生成地图1。磁传感器在一直线上排列而成的传感器阵列21不是必需的结构，也可以是具备一个磁传感器的计测车辆。若该计测车辆行驶，则能够取得沿着行驶轨迹的一维的磁分布。通过将由磁传感器得到的该一维磁分布依次与路面磁分布M2建立对应关系(分配)，从而能够生成地图1。
在本例中，以使地图1的结构易懂为目的，在图1中例示了在构造地图M1以外设置路面磁分布M2并相互建立对应关系的结构。与记述了道路构造等的构造地图M1独立地设置路面磁分布M2不是必需的。也可以将磁数据与地图1的各点建立关联。与地图1的各点建立了关联的磁数据表示路面上的磁分布。
需要说明的是，与地图1的各点建立关联的磁数据也可以是磁梯度。磁梯度例如能够作为相邻的点的磁量的差量来求出。另外，例如若为利用磁传感器排列而成的传感器阵列等对路面上的磁进行计测的情况，则例如能够根据由相邻的磁传感器得到的磁计测值的差量来求出磁梯度。
在磁梯度中，对磁传感器一样、或者接近一样地作用的磁分量被抑制。故而，在磁梯度中，从存在于较远处的磁产生源作用的磁分量被抑制，从存在于较近处的路面等磁产生源作用的磁分量相对被强调。地图将地表划分而表示。因此，作为与地图的各点建立关联的磁数据，优选为反映从存在于地表附近的路面等磁产生源作用的磁分量的磁梯度。若为将磁梯度与各点建立了对应关系而成的地图，则能够抑制由周围的车辆、护栏、招牌等磁产生源引起的影响、由地磁引起的影响，能够提高利用地图的位置推定的精度。
需要说明的是，例如也可以将取得时间点不同的磁计测值的差量变换为基于另外给出的车速信息而确定的每单位距离的差量。也可以预先对两个磁传感器分别求出每单位距离的差量，并在该两个磁传感器之间进一步取差量而求出磁梯度。在该情况下，能够期待如下效果：能够在不预先给出配置于路上的磁标识器的间隔的情况下求出上述的磁梯度。并且，例如，也可以在求出基于一个磁传感器的不同时间点的磁计测值的差量得到的磁梯度时，求出基于由另外给出的车速信息确定的每单位距离的差量得到的磁梯度。在该情况下，在前后设置两台车载的传感器单元的必要性变小。若能够利用一个传感器单元求出磁梯度，则能够期待如下效果：在能够减轻用于确保传感器单元的搭载位置的设计上的负担的同时，能够降低传感器单元的搭载成本。
以上叙述了若相对于将磁数据与路面的各点建立了关联的路面磁分布对照车辆5所取得的二维磁分布，则能够确定路面磁分布中的二维磁分布的位置、姿态。在将磁梯度与各点建立了关联的路面磁分布的情况下，关于所对照的二维磁分布，也优选为磁梯度的分布。在该情况下，作为磁梯度的磁数据的变化的方式相同，因此对照变得容易。
(实施例2)
本例是基于实施例1的例子，且是与例如每隔10m铺设有磁标识器10的道路100(图10)对应的地图及其生成方法的例子。参照图10～图14对该内容进行说明。
本例的计测车辆11在传感器阵列21(检测处理电路212)执行对磁标识器10进行检测的标识器检测处理这点与实施例1的结构不同。另外，本例的地图在绘制有作为磁标识器10的位置的标识器配置点10P这点与实施例1的地图不同。标识器配置点10P是表示为磁标识器10的铺设位置的意旨的信息的一例。传感器阵列21使用磁传感器Cn以3kHz的频率执行标识器检测处理。
如在实施例1中说明的那样，磁传感器Cn构成为对计测车辆11的行进方向以及车宽方向的磁分量进行计测。例如在该磁传感器Cn沿行进方向移动而通过磁标识器10的正上方时，行进方向的磁计测值如图11所示以在磁标识器10的前后正负反转并且在磁标识器10的正上方的位置与零交叉的方式变化。因此，在计测车辆11的行驶中，在任一磁传感器Cn检测出的行进方向的磁计测值产生了磁计测值的正负反转的零交叉Zc时，能够判断为传感器阵列21位于磁标识器10的正上方。检测处理电路212在像这样传感器阵列21位于磁标识器10的正上方且产生了行进方向的磁计测值的零交叉Zc时，判断为检测出磁标识器10。
另外，例如，关于与磁传感器Cn相同的规格的磁传感器，尝试设想沿着通过磁标识器10的正上方的车宽方向的假想线的移动。车宽方向的磁计测值以在隔着磁标识器10的两侧正负反转并且在磁标识器10的正上方的位置与零交叉的方式变化。在将15个磁传感器Cn沿车宽方向排列的传感器阵列21的情况下，根据隔着磁标识器10而处于哪一侧，磁传感器Cn检测出的车宽方向的磁计测值的正负不同(图12)。
若基于例示传感器阵列21的各磁传感器Cn的车宽方向的磁计测值的图12的分布曲线，则隔着车宽方向的磁计测值的正负反转的零交叉Zc而相邻的两个磁传感器Cn的中间的位置、或者检测出的车宽方向的磁计测值为零且两外侧的磁传感器Cn的磁计测值的正负反转的磁传感器Cn的正下方的位置成为磁标识器10的车宽方向的位置。检测处理电路212能够将磁标识器10的车宽方向的位置相对于传感器阵列21的中央的位置(磁传感器C8的位置)的偏差作为计测车辆11相对于磁标识器10的横向偏移量来计测。例如，若为图12的情况，则零交叉Zc的位置成为相当于C9与C10的中间附近的C9.5的位置。如上述那样磁传感器C9与C10的间隔为10cm，因此计测车辆11相对于磁标识器10的横向偏移量在车宽方向上以位于传感器阵列21的中央的C8为基准而成为(9.5-8)×10＝15cm。
控制单元13在由传感器阵列21检测出磁标识器10时，基于此时的计测位置POS来确定磁标识器10的位置。具体而言，将从计测位置POS错开在检测出磁标识器10时计测出的横向偏移量的量而得到的位置确定为磁标识器10的位置。并且，控制单元13将表示磁标识器10的铺设位置的标识器配置点10P绘制于路面磁分布M2。这样，本例的地图1是标识器配置点10P被绘制于路面磁分布M2且与磁标识器10的位置建立了关联而成的地图。
在此，作为参考例，示出利用本例的地图1的车辆。该车辆的传感器阵列与计测车辆的传感器阵列同样地能够执行标识器检测处理。车辆的传感器阵列执行与由计测车辆进行的标识器检测处理相同的标识器检测处理，并检测铺设于道路100(图10)的磁标识器10。
在车辆所生成的二维磁分布A(图13)是将传感器阵列所输出的一维磁分布二维地累积而成的二维磁分布这点，与实施例1相同。本例的二维磁分布A在绘制有表示磁标识器10的位置的标识器配置点10P这点与实施例1不同。标识器配置点10P能够活用为磁分布中的磁的特异点。若利用该标识器配置点10P，则如图14所示，能够在标识器配置点10P一致的每隔10m的各位置执行二维磁分布A的对照。
这样，若为存在标识器配置点10P的绘制的路面磁分布M2与二维磁分布A的组合，则每隔10m对照二维磁分布A即可，能够显著抑制用于相对于路面磁分布M2对照二维磁分布A的运算量。
需要说明的是，关于其他结构以及作用效果，与实施例1相同。
(实施例3)
本例是基于实施例2的计测车辆的结构的例子，且是追加了计测位置POS的测位方法的例子。参照图15以及图16对该内容进行说明。
在本例中设想的道路中，沿着车道的中央每隔2m(标识器跨距S＝2m)配置有磁标识器10。磁标识器10(图15)呈直径20mm、高度28mm的柱状。磁标识器10以收容于在路面100S设置的孔的状态埋设。
在磁标识器10附设有无线发送位置信息以及方位信息的RF-ID标签105。RF-ID标签105例如如图15所示贴附于圆柱状的磁标识器10的上端面。在计测车辆11搭载有执行与RF-ID标签105的无线通信的标签读取器，对此省略图示。
RF-ID标签105所发送的位置信息是表示所对应的磁标识器10的绝对位置的信息。相同的方位信息是表示将所对应的磁标识器10与相对于该磁标识器10在道路的方向上的下游侧相邻的磁标识器10连结的假想线的方向Mx(规定方向的一例)的绝对方位的信息。
计测车辆11的控制单元除了推定计测位置POS的位置推定部以及分布分配部(图3中的附图标记13)以外，还具备推定表示本车的朝向的方位dir的方位推定部。位置推定部除了实施例1的结构以外，还能够利用磁标识器10来推定计测位置POS。位置推定部将从RF-ID标签105取得的位置信息所涉及的绝对位置(磁标识器10的铺设位置)作为基准，来推定计测位置POS(测位处理)。
位置推定部将使磁标识器10的绝对位置错开在检测出磁标识器10时由检测处理电路212计测的横向偏移量的量而得到的位置推定为计测位置POS。另外，位置推定部在检测出磁标识器10后直到检测出下一磁标识器10的期间，取得在该期间IMU22所推定的相对位置，并将在最近的检测出磁标识器10时所推定的计测位置POS作为基准来推定计测位置POS。
方位推定部执行以将相邻的两个磁标识器10连结的假想线的方向Mx为基准来推定计测车辆11的方位的方位推定处理。方位推定部利用相对于相邻的两个磁标识器10的横向偏移量的差量，来确定作为计测车辆11的行进方向相对于方向Mx的偏差的方位偏移角Rf。计测车辆11的方位dir能够推定为以作为绝对方位的方向Mx为基准而角度性地错开方位偏移角Rf的量而得到的绝对方位(测位处理)。
方位推定部在计测车辆11通过了相邻的两个磁标识器10时，运算相对于第一个磁标识器10的横向偏移量Of1与相对于第二个磁标识器10的横向偏移量Of2的差量Ofd。方位推定部利用该差量Ofd、标识器跨距S，按照下式运算方位偏移角Rf。如上述那样，若求出该方位偏移角Rf，则能够以方向Mx为基准来推定计测车辆11的方位dir。
[数学式1]
Rf＝arcsin(Ofd/S)
埋设于路面100S的磁标识器10产生位置的变动的可能性小，位置的精度高。若利用位置的精度高的磁标识器10，则能够高精度地推定计测位置POS以及方位dir。若能够推定高精度的计测位置POS以及方位dir，则能够将计测车辆11所取得的一维磁分布L对路面磁分布M2高位置精度地分配。
需要说明的是，关于其他结构以及作用效果，与实施例2相同。
(实施例4)
本例是基于实施例2的结构的例子，且是变更了与构造地图M1以及路面磁分布M2建立关联的位置数据的结构的例子。参照图17对该内容进行说明。
在实施例2的结构中，与实施例1同样地，表示绝对位置的位置数据与构造地图M1以及路面磁分布M2的各点建立了关联。另一方面，在本例的构造地图M1以及路面磁分布M2中，表示绝对位置的位置数据以及表示相对位置的位置数据中的任一个与各点建立了关联。
表示绝对位置的位置数据与构造地图M1以及路面磁分布M2中的作为磁标识器的位置的标识器配置点10P建立了关联。并且，表示以附近的磁标识器为基准的相对位置的位置数据与构造地图M1以及路面磁分布M2中的标识器配置点10P以外的各点建立了关联。
在对表示绝对位置的位置数据与表示以附近的磁标识器为基准位置的相对位置的位置数据进行比较的情况下，后者的位置数据的数据大小显著较小。在本例的地图中，通过将表示相对位置的数据大小较小的位置数据与标识器配置点10P以外的大部分的各点建立关联，从而地图整体的数据大小被抑制得较小。在标识器配置点10P以外的地图上的各点，能够利用建立了关联的位置数据所涉及的相对位置的信息来确定与基准位置(附近的磁标识器的位置)的相对的位置关系。基准位置能够确定绝对位置，因此能够基于该基准的位置来确定地图上的各点的绝对位置。
在利用地图的一侧的车辆(参考例)中，在能够推定出本车位置位于地图上任一点时，首先，取得与该点建立了关联的位置数据所涉及的相对位置。进而，在该车辆中，取得在地图上错开该相对位置的量而得到的与标识器配置点10P建立了关联的位置数据所涉及的绝对位置。在车辆中，通过将成为基准的磁标识器的绝对位置与相对于该磁标识器的相对位置组合，能够推定本车位置的绝对位置。
需要说明的是，关于其他结构以及作用效果，与实施例2相同。
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，不应该以具体例的结构、数值等限定性地解释技术方案。技术方案包含利用公知技术、本领域技术人员的知识等将所述具体例多种多样地变形、变更或者适当组合而成的技术。
附图标记说明
1 地图
10 磁标识器(标识器)
10P 标识器配置点
100 道路(行驶路)
100S 路面
11 计测车辆
13 控制单元
131 位置推定部
133 分布分配部
15 GPS单元
2 计测单元
21 传感器阵列
212 检测处理电路
5 车辆
50 控制单元
52 传感器阵列
Cn 磁传感器
M1 构造地图
M2 路面磁分布。

Claims (9)

1.一种地图的生成方法，其使用具备磁传感器的计测车辆来生成地图，所述地图用于能够对从形成行驶路的表面的路面侧作用的磁进行计测的车辆推定本车位置，其中，
所述地图的生成方法执行：
测位处理，其取得该计测车辆的位置；
磁计测处理，其使用所述磁传感器来计测路面上的磁数据；以及
建立对应关系处理，其将由所述磁计测处理计测出的磁数据和与由所述测位处理取得的所述计测车辆的位置对应的地图上的点建立对应关系。
2.根据权利要求1所述的地图的生成方法，其中，
所述磁数据为磁梯度。
3.根据权利要求1或2所述的地图的生成方法，其中，
所述计测车辆具备排列有多个所述磁传感器且能够同时取得多个位置的磁数据的传感器阵列，
在所述测位处理中，除了所述计测车辆的位置以外还取得所述计测车辆的方位，
在所述建立对应关系处理中，基于由所述测位处理取得的计测车辆的位置以及计测车辆的方位，将所述传感器阵列所取得的所述多个位置的磁数据与地图上的多个点建立对应关系。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的地图的生成方法，其中，
在车辆的行驶路以能够确定绝对位置的状态铺设有成为磁产生源的磁标识器，
在所述测位处理中，通过确定所述计测车辆相对于所述磁标识器的相对位置，从而对该计测车辆的位置进行测位。
5.根据权利要求4所述的地图的生成方法，其中，
在行驶路沿着能够确定绝对方位的规定方向相邻地配置有两个磁标识器，
在所述测位处理中，取得所述计测车辆相对于所述两个磁标识器相邻的所述规定方向的方位。
6.一种地图，其能够在用于车辆的驾驶支援或者车辆的自动驾驶的控制中利用，其中，
所述地图与路面磁分布建立了对应关系，所述路面磁分布为形成行驶路的表面的路面上的各点的磁数据的分布。
7.根据权利要求6所述的地图，其中，
所述磁数据为磁梯度，所述路面磁分布为磁梯度的分布。
8.根据权利要求6或7所述的地图，其中，
所述地图包括铺设有成为磁产生源的磁标识器的行驶路，
表示为所述磁标识器的铺设位置的意旨的信息和与该磁标识器对应的地图上的点建立了对应关系。
9.根据权利要求8所述的地图，其中，
在能够确定成为基准的磁标识器的状态下，表示相对于成为该基准的磁标识器的相对位置的信息与所述地图中的各点建立了关联。
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