JP2006209641A

JP2006209641A - 車両の位置検出装置

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Publication number: JP2006209641A
Application number: JP2005023638A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Shinagawa; 昌彦品川; Koji Taguchi; 康治田口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: JP4315107B2

Abstract

【課題】走行路に沿って設置された位置マーカを検出するためのセンサが車両に搭載されている場合において、当該車載センサの不具合を検出する。
【解決手段】車両１０がプラットホーム２に進入すると、プラットホーム２の路幅は車幅程度に絞られているため、車両１０の横方向の位置は決められる。車両１０は、磁気センサ２１が磁気マーカ３の上方を通過したときの磁気センサ２１の検出値を取り込み、この検出値に基づいて磁気センサ２１の不具合の有無を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行路に設置された位置マーカを車載センサで検出して、車両の走行位置を検出する車両の位置検出装置に関する。

従来より、走行路に設置された位置マーカを車載センサで検出することで、走行路における車両の走行位置を検出する技術の検討が行われている。この技術では、複数の位置マーカを走行路に沿って一定距離ごとに離間して設置する。その一方で、車両には、位置マーカを検出可能なセンサを搭載し、当該センサの検出出力を利用して車両の走行位置を認識する。このように車両が自車の走行位置を認識することで、例えば、車両の自動走行などの制御が可能となる。なお、下記の特許文献１には、従来技術に係る車両の位置検出装置が記載されている。
特開２００２−２６０１５６号公報

しかしながら、従来技術に係る車両の位置検出装置では、車載センサに不具合があると間違った走行位置が検出されてしまう、といった問題があった。具体的には、（１）車載センサが車両本体に対して本来あるべき位置からずれている場合には、位置検出装置は車載センサの取付位置のずれ量に応じて間違った走行位置を検出してしまう。また、（２）車載センサに内部異常などの不具合があった場合には、車載センサが位置マーカを検出したときの車載センサの検出値は異常値となってしまう。この結果、車両の自動走行を良好に行うことができない可能性があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、走行路に沿って設置された位置マーカを検出するためのセンサが車両に搭載されている場合において、当該車載センサの不具合を検出することを目的とする。

すなわち、本発明に係る車両の位置検出装置は、走行路に沿って設置された位置マーカを検出する位置マーカ検出手段と、走行路において路幅を車幅程度に狭めた不具合判定用位置に、車両があることを認識する判定位置認識手段と、判定位置認識手段により車両が不具合検出用位置にあることが認識された時の位置マーカ検出手段の検出値に基づいて、位置マーカ検出手段の不具合の有無を判定する不具合判定手段と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、車両が走行路を走行して上記の不具合判定用位置に到達すると、当該不具合判定用位置の路幅は車幅程度に狭められているため、車両は車幅方向の位置を決められた状態で不具合判定用位置を進行することとなる。よって、位置マーカから位置マーカ検出手段までの離間距離は両部材の配置関係から決定される値となるため、位置マーカ検出手段の検出値は予想可能な値となる。よって、不具合判定手段は、位置マーカ検出手段の検出値が上記の予想値であるか否かを判定することで、位置マーカ検出手段の不具合の有無を判定することができる。

また、上記の本発明に係る車両の位置検出装置において、不具合判定手段は、位置マーカ検出手段の検出値に基づいて、位置マーカ検出手段の取付位置のずれの有無を判定することが好ましい。これによれば、位置マーカ検出手段の取付位置にずれが有るか否かを判定して、位置マーカ検出手段の取付位置のずれに対処することができる。

また、上記の本発明に係る車両の位置検出装置において、不具合判定手段は、位置マーカ検出手段の検出値に基づいて、位置マーカ検出手段の内部異常の有無を判定することが好ましい。これによれば、位置マーカ検出手段に内部異常が有るか否かを判定して、位置マーカ検出手段の内部異常に対処することができる。

本発明によれば、走行路に沿って設置された位置マーカを検出するためのセンサが車両に搭載されている場合において、当該車載センサの不具合を検出することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る車両１０の位置検出装置について説明する。

図１には、車両１０が走行路１を走行する状況が示されている。走行路１の中央ライン４に沿って、多数の磁気マーカ（位置マーカ）３が一定距離ごとに離間して設置されている。走行路１には、人が車両１０に乗降するためのプラットホーム２が設けられており、このプラットホーム２により走行路１の路幅は車幅程度に狭められている。車両１０は、例えば、人を運搬することを目的としたバス、リムジン等である。車両１０は、プラットホーム２に近づくと減速し、プラットホーム２内で徐行・停車する。その後人の乗降が終了すると、車両１０は再び走行路１に沿って走行を開始する。

車両１０の前側中央部には、磁気センサ２１が搭載されている。磁気センサ２１は、磁気マーカ３を検出するための磁気マーカ検出手段（位置マーカ検出手段）となっている。車両１０は、磁気センサ２１の検出出力を処理して、走行開始位置からの磁気マーカ３の検出個数をカウントし、そのカウント値に基づいて自車１０の走行位置を認識する。車両１０は、自車の走行位置に応じて適切に走行速度、操舵角を制御し、走行路１の中央ライン４に沿って走行し続ける。

図２には、プラットホーム２を通過する車両１０を後方から見た状況が示されている。車両１０は、走行路１の両側に設けられたプラットホーム２の間を走行する。車両本体１１の左右には、上下方向に回転軸が設定されたローラ１３Ｌ，１３Ｒが設けられている。車両１０がプラットホーム２に進入すると、左右のローラ１３Ｌ，１３Ｒがプラットホーム２に設けられたガイド５に当接して回転することで、車両１０はプラットホーム２内を強制的に案内されつつ進行する。このとき、プラットホーム２の路幅は車幅程度に狭められているため、車両１０は車両横方向の位置を決められた状態となっており、走行路１の中央ライン４の鉛直上方に車両中心が位置する。なお、本実施形態では、プラットホーム２で車両１０の車両横方向の位置が決められるため、プラットホーム２を不具合判定用位置として利用している。但し、プラットホーム２と同様に、走行路１の路幅が車幅程度に狭められた位置であれば、磁気センサ２１の不具合を判定するための不具合判定用位置として利用してもよい。

また、磁気センサ２１は車両本体１１の中央下部に固定して設けられている。車両１０が磁気マーカ３の上方を通過する瞬間には、磁気センサ２１は磁気マーカ３に対向する。磁気センサ２１が正常である場合には、磁気センサ２１の検出出力は、磁気センサ２１から磁気マーカ３までの距離に応じた一定値となる。一方、磁気センサ２１に内部異常がある場合には、磁気センサ２１の検出出力は上記一定値よりも下回る値となる。よって、内部異常の無い磁気センサ２１を用いて、磁気センサ２１の検出出力を予め測定しておき、車両１０が磁気マーカ３を通過したときの検出出力を予め測定した検出出力と比較することで、磁気センサ２１の内部異常の有無を判定することができる。

次に、車両１０に搭載された位置検出装置の構成について説明する。図３には、上述した位置検出装置２０の構成の概略が示されている。位置検出装置２０は、上記の磁気センサ２１を含んでいる。磁気センサ２１は、車両１０横方向に配列された５つの磁気検出素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅを有している。中央に配置された磁気検出素子２２Ｃは、車両１０の横方向の中心に配置される。中央の磁気検出素子２２Ｃから左右に一定距離離間して、２つの磁気検出素子２２Ｂ，２２Ｄが配置されており、さらにそれらの磁気検出素子２２Ｂ，２２Ｄから一定距離離間して、２つの磁気検出素子２２Ａ，２２Ｅが配置されている。

各磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅは、ＣＰＵ、メモリ等で構成される位置検出処理部２３に接続されている。位置検出処理部２３は、各磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出出力を取り込み、走行開始位置からの磁気マーカ３の検出個数をカウントして、車両１０の走行位置を認識する。また、位置検出処理部２３は、５つの磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅのうち検出値が最大となるものを判定し、車両中心からその磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅまでの距離を、車両１０の中央ライン４（磁気マーカ３）からの横ずれ量として検出する。この車両１０の横ずれ検出は、磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅが磁気マーカ３に近いほど磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出値が大きくなることを利用したものである。

車両１０には、車両１０の走行速度、操舵方向等を制御するための走行制御処理部２４が設けられている。走行制御処理部２４は、位置検出処理部２３から車両１０の走行位置情報を取り込み、車両１０の現在の走行位置に適した走行速度、操舵方向等となるように車両１０を制御する。また、位置検出処理部２３は、磁気マーカ３のカウント値がプラットホーム２を示す所定数となると、車両１０がプラットホーム２に到達したことを認識する。このとき、走行制御処理部２４は、車両１０の走行速度を低下させて、車両１０が徐行するように制御する。さらに、走行制御処理部２４は、車両１０がプラットホーム２内で停車し、再び走行するように制御する。なお、位置検出処理部２３がプラットホーム２に到達したことを認識する上記処理は、不具合判定位置としてプラットホーム２を認識する処理ともなっている。

なお、位置検出処理部２３は、他の方法により車両１０がプラットホーム２に到達したことを認識してもよい。例えば、プラットホーム２近辺における磁気マーカ３の極性を、プラットホーム２から遠い位置の磁気マーカ３の極性と逆にして、磁気センサ２１の検出値の変化に基づいて車両１０がプラットホーム２に到達したことを認識してもよい。また、プラットホーム２近辺では、磁気マーカ３を路幅方向に複数並べて、磁気センサ２１の検出値の変化に基づいて車両１０がプラットホーム２に到達したことを認識してもよい。

また、位置検出処理部２３は、上述した車両位置検出処理に加えて、磁気センサ２１の不具合を判定する不具合判定処理を行う。図４には、不具合判定処理のフローチャートが示されている。図４を参照して、不具合判定処理について説明する。

位置検出処理部２３は、常に５つの磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出出力をモニターする。磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出値が大きくなり、磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出値が磁気マーカ３検出用の閾値を超えると、位置検出処理部２３は、車両１０が磁気マーカ３を通過したことを判定し、位置検出処理部２３はカウント値をインクリメント（＋１）する。位置検出処理部２３は、このカウント値に基づいて車両１０の現在位置を認識する（Ｓ４０１）。

次に、位置検出処理部２３は、磁気マーカ３のカウント値がインクリメントされる度に、当該カウント値がプラットホーム２を示す設定値となったか否かを判定する（Ｓ４０２）。ここで、磁気マーカ３のカウント値が上記の設定値であり、車両１０がプラットホーム２を通過中であると判定された場合には、ステップ４０３に進む。一方、磁気マーカ３のカウント値が上記の設定値に該当せず、車両１０がプラットホーム２にないと判定された場合には、位置検出処理部２３は不具合判定処理を終了する。

ステップ４０２からステップ４０３に進むと、位置検出処理部２３は、５つの磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出値を取り込む。そして、中央の磁気検出素子２２Ｃの検出値が最大であるか否かを判定する（４０４）。仮に、磁気センサ２１が車両１０の適正な位置に取り付けられていると、５つの磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの中で中央の磁気検出素子２２Ｃが最も磁気マーカ３に近づくため、中央の磁気検出素子２２Ｃの検出値が最大となるはずである。よって、位置検出処理部２３は、中央の磁気検出素子２２Ｃの検出値が最大である場合には、磁気センサ２１が適正な位置に取り付けられていることを判定し、ステップＳ４０６に進む。一方、位置検出処理部２３は、他の磁気検出素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｄ，２２Ｅの検出値が最大である場合には、磁気センサ２１の取付位置が車両横方向にずれており、磁気センサ２１の取付位置が異常であることを判定する（Ｓ４０５）。これにより、磁気センサ２１の取付位置が車両製造時から異常であったり、取付ブラケットの緩み等により磁気センサ２１の取付位置が車両製造後に異常となったことを検出することができる。

ステップ４０６に進むと、位置検出処理部２３は、５つの磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出値を相互比較して最大検出値を判定し、最大検出値が予め設定された所定の閾値αを下回っているか否かを判定する。位置検出処理部２３は、最大検出値が閾値αを上回っている場合には、磁気センサ２１が正常であることを判定し、不具合判定処理を終了する。一方、位置検出処理部２３は、最大検出値が閾値αを下回っている場合には、磁気センサ２１に内部異常（磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの故障、結線不良など）があることを判定し（Ｓ４０７）、その後不具合判定処理を終了する。

また、位置検出処理部２３は、上述したステップ４０６，４０７の処理に加えて、最大検出値を出力した磁気検出素子以外の他の磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅのそれぞれについても、内部異常の有無を判定することができる。即ち、他の磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅについては、最大検出値を出力した磁気検出素子から当該他の磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅまでの横方向の離間距離がわかるので、磁気マーカ３から当該他の磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅまでの離間距離がわかる。よって、各磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅのそれぞれについて、磁気マーカ３からの離間距離に応じた閾値βを設定すればよい。位置検出処理部２３は、他の磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅの検出値が閾値βを上回っている場合には、磁気センサ２１が正常であることを判定し、一方、最大検出値が閾値βを下回っている場合には、磁気センサ２１に内部異常があることを判定する。

位置検出処理部２３は、不具合判定処理において磁気センサ２１の取付位置異常又は内部異常を判定した場合には、それに対処した処理を行う。例えば、位置検出処理部２３は、車室内に設置されたインジケータ２５（図３参照）を点灯して、乗員に磁気センサ２１の異常を知らせる。また、車両１０を運転状況を管理する管制センタと通信を行い、管制センタの作業員に磁気センサ２１の異常を知らせる。

本実施形態の位置検出装置２０では、上述したように、磁気センサ２１の取付位置のずれ、磁気センサ２１の内部異常などの不具合を検出することができる。ここで、磁気センサ２１の不具合をプラットホーム２を利用して検出するため、不具合を検出するために専用の装置を用意する必要をなくすことができる。また、車両１０が走行しているときに、磁気センサ２１の不具合を検出することで、磁気センサ２１の不具合に早期に対処することができる。

なお、上述した実施形態では、磁気センサ２１が複数の磁気検出素子２２Ａ〜２２Ｅを有する構成としたが、磁気センサ２１は一つの磁気検出素子を有する構成でもよい。この構成では、磁気検出素子は、車両１０において車両１０横方向の中心位置に取り付けられる。位置検出処理部２３は、車両１０がプラットホーム２を通過するときに、磁気検出素子の検出値が異常判定用の閾値を超えている場合には、磁気センサ２１は適正な位置に取り付けられ、且つ、内部異常がないことが判定する。一方、位置検出処理部２３は、磁気検出素子の検出値が異常判定用の閾値を下回っている場合には、磁気センサ２１の取付位置にずれがあるか、又は磁気センサ２１に内部異常があることを判定することができる。

車両が走行路を走行する状況を示す概略図である。後方から見た車両の模式図である。位置検出装置の概略構成を示すブロック図である。位置検出装置が行う不具合判定処理を示すフローチャートである

符号の説明

１…走行路、２…プラットホーム、３…磁気マーカ、４…中央ライン、５…ガイド、１０…車両、１１…車両本体、１２Ｒ…右車輪、１２Ｌ…左車輪、１３Ｒ…右ローラ、１３Ｌ…左ローラ、２０…位置検出装置、２１…磁気センサ、２２Ａ〜２２Ｅ…磁気検出素子、２３…位置検出処理部、２４…走行制御処理部、２５…インジケータ。

Claims

走行路に沿って設置された位置マーカを検出する位置マーカ検出手段と、
走行路において路幅を車幅程度に狭めた不具合判定用位置に、車両があることを認識する判定位置認識手段と、
前記判定位置認識手段により車両が不具合検出用位置にあることが認識された時の前記位置マーカ検出手段の検出値に基づいて、前記位置マーカ検出手段の不具合の有無を判定する不具合判定手段と、
を有することを特徴とする車両の位置検出装置。
前記不具合判定手段は、前記位置マーカ検出手段の検出値に基づいて、前記位置マーカ検出手段の取付位置のずれの有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の位置検出装置。
前記不具合判定手段は、前記位置マーカ検出手段の検出値に基づいて、前記位置マーカ検出手段の内部異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の位置検出装置。