JP2001325697A - 磁石式マーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置並びに記録媒体 - Google Patents
磁石式マーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置並びに記録媒体Info
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Abstract
検出システム及び磁石式マーカ検出装置並びに記録媒体
を提供すること。 【解決手段】 ステップ100にて、レーンマーカセン
サ3により、磁石式マーカ1の極を読みとる。ステップ
110では、読みとったn個の情報から、4桁の部分符
号を認識する。ステップ120では、認識した部分符号
をデータベースと参照して、部分符号がM系列の配列の
どの位置にあるかを認識する。ステップ130では、認
識した部分符号を、データベースに参照して次の極を把
握する。ステップ150では、次の極はS極と反対のN
極であるので、出力信号を反転する処理を行う。ステッ
プ160では、出力信号を一定のスレッシュホールドレ
ベルで監視し、そのレベルを超えるタイミングを求め
る。ステップ170では、車両が磁石式マーカ1を通過
したタイミングを決定する。
Description
石式マーカを検出することができる磁石式マーカ検出シ
ステム及び磁石式マーカ検出装置並びに記録媒体に関す
る。
術として、道路上に磁石式マーカ(レーンマーカ)を敷
設し、車両がその磁石式マーカ列の極(磁極)を検出す
ることにより、車両位置を検出する方法が知られてい
る。
は、橋脚の鉄骨など自然に磁化して磁界を発生する構造
物等が存在するので、上述した磁石の極を利用した磁石
式マーカを配列する技術の場合には、自然の磁界の影響
で磁石式マーカの検出精度が劣るという問題があった。
れたものであり、磁石式マーカの検出精度の高い磁石式
マーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置並びに記
録媒体を提供することを目的とする。
求項1の発明は、道路上の車両進行方向に磁石式マーカ
を敷設し、その磁石式マーカの極(磁極)を車両に取り
付けた磁石式マーカ検出装置により検出する磁石式マー
カ検出システムに関するものである。
極のデータから次の極が予測可能な特定の配列ルールに
従って、磁石式マーカの極を配置している。例えば、S
極、N極の繰り返しの配列である場合には、S極の次は
N極、N極の次はS極であることが分かるが、より複雑
な配列の場合でも、ある一定のルール、即ち、今までの
極の配列から次に来る極が分かる(例えばM系列の配列
の)様なルールに従って配列されていれば、当然次に来
る極が分かるので、その様な配列を採用する。
手段に、磁石式マーカの配列ルールを記憶しているの
で、今までに信号検出手段を用いて検出した磁石式マー
カの極の配列に基づいて、記憶手段に記憶した配列ルー
ルにより、次の磁石式マーカの極を予測する(知るこ
と)ことができる。
場合には、変更手段により、その予測した極に応じて、
(極の検出が一層好適に行うことができるように)信号
検出手段の出力信号の処理を変更する。つまり、後に請
求項3にて詳述するが、S極とN極とでは、図6(a)
に例示する様に、信号検出手段(例えばレーンマーカセ
ンサ)の出力信号(センサ出力信号)が異なるので、で
きる限り同じ条件で磁石式マーカの極を検出できる様
に、次の極を検出する際の出力信号の処理を(例えば信
号の山と谷の順序を今までと同様に揃えるように)変更
するのである。
の違いを無くす様にして、磁石式マーカの極の検出精度
を向上させることができる。 (2)請求項2の発明では、磁石式マーカの配列ルール
は、M系列の疑似ランダム符号による配列ルールであ
る。
ちM系列の拡散符号は、1周期の中に同じ符号を持たな
いことが数学的に保証されている系列である。このM系
列は、n段のシフトレジスタからmod2加算のフィー
ドバックを行うことにより発生し、その符号長(L)
は、2n−1である。
n個の符号の並び(例えば[0001])が重要であ
り、M系列の配列の特徴は、任意の連続するnビット
(例えばn=4)は、その他のnビットとは必ず異なる
値を持つ。尚、本発明では、前記n個の符号の並びであ
る「符号化された磁石式マーカ配列の連続する符号の一
部(即ち、疑似ランダムコードの連続する符号の一
部)」を「部分符号」と称する。
ば、そのnビットのデータがM系列のどの位置にあるか
が認識でき、しかも、次のnビットのデータをも認識で
きる。即ち、次の極がS極であるかN極であるかを予測
することができる。例えば図5に示すAの部分符号を認
識できれば、次の部分符号がBであることが分かり、よ
って、Bの部分符号における各磁石式マーカの極も分か
るので、Aの部分符号の次の極も予測することができ
る。
号)とは、スペクトル拡散通信やCDMA等に用いられ
る拡散符号系列であり、符号長2n−1のM系列の疑似
ランダム符号は、1周期の中で連続するn個以上の符号
が全て異なる性質を持つ。 (3)請求項3の発明では、変更手段は、予測した磁石
式マーカの極に応じて、信号検出手段(例えばレーンマ
ーカセンサ)の出力信号を反転する。
では、信号検出手段の出力信号(センサ出力信号)が異
なるので、つまり、S極とN極では、出力電圧の山と谷
が逆転しているので、そのまま判定レベル(スレッシュ
ホールドレベル)を用いて判定したのでは、(実際には
S極とN極が同じタイミングで出現したとしても)S極
とN極で判定のタイミングがずれて、検出精度が悪くな
る恐れがある。
る場合には、図6(b)に例示する様に、次の極によっ
て生じる出力信号を反転させる。これにより、電気信号
の山と谷の順序が同じになって、判定のタイミングを揃
えることができるので、検出精度を向上させることがで
きる。
いずれかに記載の磁石式マーカ検出システムに用いられ
る磁石式マーカ検出装置を示したものであり、この磁石
式マーカ検出装置は、前記請求項1と同様な作用効果を
奏する。 (5)請求項5の発明では、変更手段は、予測した磁石
式マーカの極に応じて、信号検出手段の出力信号を反転
する。
求項3と同様な作用効果を奏する。 (6)請求項6の発明は、道路上の車両進行方向に敷設
された磁石式マーカを、車両側にて検出する磁石式マー
カ検出装置に関するものである。本発明では、速度検出
手段により検出した車両の速度に応じて、変更手段によ
り、信号検出手段(例えばレーンマーカセンサ)の出力
信号の処理を変更する。
マーカの極における)の単位時間当たりの磁束密度の変
化量は、車速に応じて変化するため、信号検出手段の出
力信号も車速に応じて変化する。例えば車速が大きくな
ると、信号検出手段が磁石式マーカの磁界を横切る速度
も大きくなって、図8に例示する様に、信号検出手段の
出力信号(電圧)のピークも大きくなる。
出手段の出力信号の処理(例えば判定レベル)を変更す
ることにより、検出精度を高めることができる。 (7)請求項7の発明では、変更手段を例示したもので
あり、ここでは、車速に応じて、信号検出手段の出力信
号の判定レベルを変更する。
段の出力信号(電圧)のピークが変化するので、図8に
例示する様に、車速に応じて判定レベルを変更すること
により、ノイズ成分を有効に除去して、検出精度を高め
ることができる。 (8)請求項8の発明では、車両の速度が大きいほど、
判定レベルを高くする。
手段の出力信号(電圧)のピークが大きくなるので、車
速が大きいほど判定レベルを高くすることにより、ノイ
ズの影響を排除して、検出精度を一層高めることができ
る。 (9)請求項9の発明は、変更手段を例示したものであ
り、ここでは、車速に応じて、信号検出手段の出力信号
をフィルタリングするカットオフ周波数を変更する。
極における)の単位時間当たりの磁束密度の変化量は、
車速に応じて変化するため、信号検出手段の出力信号の
周波数も車速に応じて変化する。つまり、車速に応じて
信号検出手段の出力信号(電圧)の周波数成分が変化す
るので、車速に応じて出力信号をフィルタリングするカ
ットオフ周波数を変更する。これにより、ノイズ成分を
有効に除去して、検出精度を高めることができる。
度が大きいほど、信号検出手段の出力信号をフィルタリ
ングするカットオフ周波数を高くする。車速が大きくな
るほど、信号検出手段の出力信号(電圧)の周波数成分
は高くなるため、それに応じてカットオフ周波数を高め
ることにより、ノイズの影響を排除して、検出精度を一
層高めることができる。
石式マーカ検出装置による処理を実行させる手段を記憶
している記録媒体である。つまり、上述した磁石式マー
カ検出装置の処理を実行させることができる例えばプロ
グラム等の手段を記憶したものであれば、特に限定はな
い。
ュータとして構成される電子制御装置、マイクロチッ
プ、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク
等の各種の記録媒体が挙げられる。
システム及び磁石式マーカ検出装置並びに記録媒体の好
適な実施の形態を、例(実施例)を挙げて図面に基づい
て詳細に説明する。 (実施例1) a)まず、本実施例の磁石式マーカ検出システムの構成
を説明する。
行方向に沿って、特定の間隔(例えば1m間隔の等間
隔)で磁石式マーカ(レーンマーカ)1を敷設する。こ
の磁石式マーカ1は、磁石の極(S極又はN極の磁極)
の一方が地面に向けられている。
疑似ランダム符号(ここでは例えばM系列符号)の0符
号をN極、1符号をS極として、疑似ランダム符号配列
に従い道路に敷設する。一方、車両には、図3に示す様
に、通過した磁石式マーカ1の極を検出するレーンマー
カセンサ3、磁石式マーカ1の配列等のデータベースな
どを記憶している記憶装置5、車両の速度(車速)を検
出する車速センサ7、それらの情報から次の磁石式マー
カ1の極の検出処理等を行う演算装置9を備えた磁石式
マーカ検出装置が搭載されている。
いて説明する。前記レーンマーカセンサ3は、主として
電磁石から構成され、磁石式マーカ1の磁界を横断する
ことにより発生する電圧の変化を検出し、その情報を演
算装置9に送る。
ROM、CD−ROM、DVD等の各種の記憶装置であ
り、道路に敷設されている磁石式マーカ1の配列を示す
データベースの情報等を記憶している。前記車速センサ
7は、周知の車速センサであり、例えばクランク軸の回
転数から車速を検出する。
ピュータからなり、レーンマーカセンサ3により検出さ
れた極の配列、データベースに記憶されている磁石式マ
ーカ1の配列、車速センサ7から得られた車速等の情報
に基づいて、磁石式マーカ1の極を検出するものであ
る。
るデータベースには、図4に示す様に、道路に敷設され
ているM系列の符号列(図2参照)から得られる部分符
号列と、それぞれの部分符号列の位置関係の情報(デー
タ)を保持している。つまり、2n−1の符号長のM系
列において、n個(ここでは例えば4個)のデータから
なる部分符号と、その部分符号が示す起点(基準となる
部分符号)からの距離との関係が記憶されている。
ステムによる磁石式マーカ1の検出原理について説明す
る。 ・(極の予測)まず、例えば図5に示すM系列(n=
4)の様に、最初の部分符号[0001](=A)、次
に部分符号[0010](=B)、更に次の部分符号
[0100](=C)の様に配列されている場合を考え
ると、仮に、部分符号[0001](=A)が認識され
たならば、次に認識されるのは、部分符号[0010]
(=B)である。
いれば、部分符号[0001](=A)の次の極は
「0」、即ちN極であることが分かる。 ・(信号の反転)また、図6(a)に示す様に、磁石式
マーカ1の極がS極かN極かにより、レーンマーカセン
サ3から出力される電圧の波形が異なる。具体的には、
S極とN極とでは、電圧波形の山と谷の順番が異なる。
シュホールドレベル)を電圧の波形に当てはめると、た
とえ同じ車速であっても(しかも等間隔である)S極と
N極では、その波形のピークの検出タイミングが異なる
ことになる。そこで、本実施例では、例えばS極の次が
N極である場合には、図6(b)に示す様に、次のN極
による波形を基準電圧を中心にして反転させるのであ
る。これにより、S極でもN極でも同じ山・谷の順序の
波形となるので、波形のピークの検出タイミングが揃う
ことになり、よって、検出精度も向上する。
ステムにより実施される磁石式マーカ検出方法の手順
を、図7のフローチャートに基づいて説明する。まず、
図7のステップ100にて、車両走行中に、レーンマー
カセンサ3からの信号を演算装置9に入力する。
3から得られる出力信号は、前記図6(a)の様に、S
極とN極とで、多少ピークのずれがあるが、その出力信
号をそのまま利用して磁石式マーカ1の極を検出する。
続くステップ110では、検出した少なくともn個(こ
こでは例えば4個)の極の情報から、極の配列を認識す
る。つまり、検出した配列から、例えば[0001]等
の2進数における4桁の部分符号を認識する。
部分符号をデータベースのデータと参照して、読みとっ
た部分符号が、道路に配置された磁石式マーカ1の配列
を示すM系列の配列のどの位置にあるかを認識する。例
えば[0100]を読みとった場合には、[0100]
の部分符号は、図4(又は図5)のデータベースの情報
に基づいて、3番目の部分符号[0100](=C)で
あることを認識する。
号[0100]を、図5のデータベースに参照して、次
の極を把握する。つまり、図5に示す配列では、認識し
た部分符号[0100]の次の符号は、「1」であり、
この「1」はS極を示すので、次に検出される極はS極
であることを前もって知ることができる。
る最新の極と次に検出される極とが一致するか否かを判
定する。ここで肯定判断されるとステップ160に進
み、一方否定判断されるとステップ150に進む。ステ
ップ150では、今まで例えばS極の出力信号をそのま
ま(反転せずに)利用していたとすると、次の極はS極
とは反対のN極であるので、出力信号を反転する処理を
行う。
される信号(電圧)は、周知のADコンバータ(図示せ
ず)を介して演算装置9に入力されるが、演算装置9で
は、その入力された信号を監視し、センサ出力が一定時
間基準電圧であり、且つ自車両が次に検出する極がN極
である場合には、前記図6(b)に示す様に、演算装置
9に取り込んだ信号を、基準電圧を中心にして反転す
る。
にて反転した出力信号(また、反転しない場合はそのま
まの出力信号を)を、前記図6(b)に示す様に、一定
のスレッシュホールドレベルで監視して、そのスレッシ
ュホールドレベルを超える(又はスレッシュホールドレ
ベルから下がる)タイミングt1、t2、t3、t4等を求
める。
t1〜t4等より、車両が磁石式マーカ1を通過したタイ
ミングを決定して、一旦本処理を終了する。 例えば、通過時間=(tn+tn+1)/2とする。 (但
し、nは奇数) c)本実施例では、上述した構成により、下記の効果を
奏する。
マーカ1を2n−1の符号長のM系列の配列となるよう
に埋め込み、車両側の磁石式レーンマーカ検出装置で
は、磁石式マーカ1の配列のn個(例えば4個)の部分
符号を読み取り、この部分符号の次の磁石式マーカ1の
極を予測する(把握する)。
が、現在の極(今まで検出した極の最新のもの)と異な
る場合には、次の極を検出する際のレーンマーカセンサ
3の出力電圧を反転する。これにより、S極とN極との
電圧波形が揃うので、常に正確に車両が磁石式マーカ1
を通過したタイミングが分かり、よって、磁石式マーカ
1の検出精度が向上するという効果がある。 (実施例2)次に、実施例2について説明するが、前記
実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
カセンサ3の出力信号の判定レベルを変更するものであ
る。 a)まず、本実施例の磁石式マーカ1の検出原理を説明
する。図8に示す様に、車速が大きい場合と車速が小さ
い場合とでは、レーンマーカセンサ3の出力信号(電
圧)のピークが異なる。
位時間当たりの磁束密度の変化量は、車速に応じて変化
し、車速が大きいほど出力信号のピークが高くなる。従
って、車速が大きいほど、判定レベルを高くすることに
より、ノイズの影響を効果的に除去できるので、検出精
度が向上する。
図9のフローチャートに基づいて説明する。まず、図9
のステップ200では、車速センサ7からの信号を、A
Dコンバータ(図示せず)を介して(演算装置9に)入
力し、車速を検出する。
ンサ3により発生した出力信号を、ADコンバータを介
して(演算装置9に)入力する。続くステップ220で
は、記憶装置5に記憶したマップ等から、車速に応じた
判定レベル(スレッシュホールドレベル)を求める。具
体的には、車速が大きいほどスレッシュホールドレベル
を高める。
にて入力した出力信号を、前記ステップ220で求めた
一定のスレッシュホールドレベルで監視して、そのスレ
ッシュホールドレベルを超える(立ち上がり及び立ち下
がりの)タイミングt1、t2、t3、t4等を求める。
t1〜t4等より、車両が磁石式マーカ1を通過したタイ
ミングを決定して、一旦本処理を終了する。 例えば、通過時間=(tn+tn+1)/2とする。 (但
し、nは奇数) この様に、本実施例では、車速に応じてスレッシュホー
ルドレベルを変更することにより、より一層検出精度を
上げることができる。 (実施例3)次に、実施例3について説明するが、前記
実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
カセンサ3の出力信号のカットオフ周波数を変更するも
のである。 a)まず、本実施例の磁石式マーカ1の検出原理を説明
する。車速が大きい場合と車速が小さい場合とでは、レ
ーンマーカセンサ3の出力信号(電圧)の周波数が異な
る。
位時間当たりの磁束密度の変化量は、車速に応じて変化
し、車速が大きいほど出力信号の周波数が高くなる。従
って、本実施例では、車速に応じてカットオフ周波数を
変更可能なフィルタ機能(いわゆるデジタルフィルタ)
を搭載する。そして、車速が大きいほど、例えばバンド
パスフィルタのカットオフ周波数を高くすることによ
り、ノイズの影響を効果的に除去できるので、検出精度
が向上する。
図10のフローチャートに基づいて説明する。まず、図
10のステップ300では、車速センサ7からの信号
を、ADコンバータを介して(演算装置9に)入力し、
車速を検出する。
ンサ3により発生した出力信号を、ADコンバータを介
して(演算装置9に)入力する。続くステップ320で
は、記憶装置5に記憶した下記式(1)〜(3)の演算
式等から、車速に応じた中心周波数f0、カットオフ周波
数の下限fc、及びカットオフ周波数の上限fn求める。
敷設ピッチ fc:カットオフ周波数の下限、fn:カットオフ周波数
の上限 つまり、カットオフ周波数は、車速と磁石式マーカ敷設
ピッチにより求めることができる。
の帯域をカットするように、フィルタ(バンドパスフィ
ルタ)を通過させる出力信号の周波数成分を変更する。
続くステップ330では、ステップ310にて入力した
出力信号を、前記ステップ320で求めたカットオフ周
波数fc、fnでカットする。
力信号を、所定の一定のスレッシュホールドレベルで監
視して、そのスレッシュホールドレベルを超える(立ち
上がり及び立ち下がりの)タイミングを求める。続くス
テップ350では、前記タイミング等より、車両が磁石
式マーカ1を通過したタイミングを決定して、一旦本処
理を終了する。
ち下がり時間)/2とする。この様に、本実施例では、
車速に応じてカットオフ周波数fc、fnを変更すること
により、より一層検出精度を上げることができる。尚、
本発明は上記実施例に何ら限定されることなく、本発明
の技術的範囲を逸脱しない限り、種々の態様で実施でき
ることはいうまでもない。
ーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置について述
べたが、磁石式マーカ検出装置による処理を実行させる
手段を記憶している記録媒体も、本発明の範囲である。
例えば記録媒体としては、マイクロコンピュータとして
構成される電子制御装置、マイクロチップ、フロッピィ
ディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録
媒体が挙げられる。
処理を実行させることができる例えばプログラム等の手
段を記憶したものであれば、特に限定はない。 (2)前記実施例3では、バンドパスフィルタを例に挙
げたが、例えばローパスフィルタやハイパスフィルタを
使用してもよい。
構成により(速度に応じて切り換える)フィルタを構成
してもよい。
説明図である。
を示す説明図である。
図である。
る。
る。
示し、(a)は反転しない場合の出力信号を示すグラ
フ、(b)は反転した場合の出力信号を示すグラフであ
る。
ある。
示すグラフである。
ある。
である。
Claims (11)
- 【請求項1】 道路上の車両進行方向に磁石式マーカを
敷設し、その磁石式マーカの極を車両に取り付けた磁石
式マーカ検出装置により検出する磁石式マーカ検出シス
テムにおいて、 既に検出した前記磁石式マーカの極のデータから次の極
が予測可能な特定の配列ルールに従って、前記磁石式マ
ーカの極を配置するシステムを構成するとともに、 前記磁石式マーカ検出装置は、 前記磁石式マーカの極の配列ルールを記憶する記憶手段
と、 前記磁石式マーカの極の磁界を横切ることによって生ず
る電気信号を検出する信号検出手段と、 前記信号検出手段を用いて磁石式マーカの極を検出した
場合には、前記記憶手段に記憶した配列ルールにより、
次の磁石式マーカの極を予測する予測手段と、 前記予測手段により次の磁石式マーカの極を予測した場
合には、該予測した極に応じて前記信号検出手段の出力
信号の処理を変更する変更手段と、 を備えたことを特徴とする磁石式マーカ検出システム。 - 【請求項2】 前記磁石式マーカの極の配列ルールは、
M系列の疑似ランダム符号による配列ルールであること
を特徴とする前記請求項1に記載の磁石式マーカ検出シ
ステム。 - 【請求項3】 前記変更手段は、前記予測した磁石式マ
ーカの極に応じて、前記信号検出手段の出力信号を反転
することを特徴とする前記請求項1又は2に記載の磁石
式マーカ検出システム。 - 【請求項4】 前記請求項1〜3のいずれかに記載の磁
石式マーカ検出システムに用いられる磁石式マーカ検出
装置であって、 前記磁石式マーカの極の配列ルールを記憶する記憶手段
と、 前記磁石式マーカの極の磁界を横切ることによって生ず
る電気信号を検出する信号検出手段と、 前記信号検出手段を用いて磁石式マーカの極を検出した
場合には、前記記憶手段に記憶した配列ルールにより、
次の磁石式マーカの極を予測する予測手段と、 前記予測手段により次の磁石式マーカの極を予測した場
合には、該予測した極に応じて前記信号検出手段の出力
信号の処理を変更する変更手段と、 を備えたことを特徴とする磁石式マーカ検出装置。 - 【請求項5】 前記変更手段は、前記予測した磁石式マ
ーカの極に応じて、前記信号検出手段の出力信号を反転
することを特徴とする前記請求項4に記載の磁石式マー
カ検出装置。 - 【請求項6】 道路上の車両進行方向に敷設された磁石
式マーカを、車両側にて検出する磁石式マーカ検出装置
において、 前記磁石式マーカの極の磁界を横切ることによって生ず
る電気信号を検出する信号検出手段と、 前記車両の速度を検出する速度検出手段と、 前記速度検出手段により検出した車両の速度に応じて、
前記信号検出手段の出力信号の処理を変更する変更手段
と、 を備えたことを特徴とする磁石式マーカ検出装置。 - 【請求項7】 前記変更手段は、前記車両の速度に応じ
て、前記信号検出手段の出力信号の判定レベルを変更す
ることを特徴とする前記請求項6に記載の磁石式マーカ
検出装置。 - 【請求項8】 前記変更手段は、前記車両の速度が大き
いほど、前記判定レベルを高くすることを特徴とする前
記請求項7に記載の磁石式マーカ検出装置。 - 【請求項9】 前記変更手段は、前記車両の速度に応じ
て、前記信号検出手段の出力信号をフィルタリングする
カットオフ周波数を変更することを特徴とする前記請求
項6に記載の磁石式マーカ検出装置。 - 【請求項10】 前記変更手段は、前記車両の速度が大
きいほど、前記信号検出手段の出力信号をフィルタリン
グするカットオフ周波数を高くすることを特徴とする前
記請求項9に記載の磁石式マーカ検出装置。 - 【請求項11】 前記請求項4〜10のいずれかに記載
の磁石式マーカ検出装置による処理を実行させる手段を
記憶している記録媒体。
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