JP2009053056A - 磁気式移動体速度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置が容易で高い測定精度が得られる磁気式の移動体速度検出装置を提供する。
【解決手段】速度算出手段６８により、式( １）に示す予め記憶された関係から、Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６により算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyとＸ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４により算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxの比の値に基づいて、車両( 移動体) １２の速度ｖが算出されることから、そのＸ軸方向の磁界の強さおよびＹ軸方向の磁界の強さをそれぞれ検出する第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２を、車両１２の進行方向に沿った１箇所においてＹ軸方向に一定距離２ａを隔てて配置することにより車両１２の速度ｖが測定されるので、設置が容易で高い測定精度を有する車速検出装置１０が得られる。
【選択図】図４

Description

本発明は、磁性体製の移動体の速度を検出するための磁気式移動体速度検出装置に関する。

移動体たとえば車両を検出する装置としては、特許文献１に示される超音波式或いはマイクロ波式移動体検出装置、特許文献２に示される画像処理式移動体検出装置、特許文献３に示されるループコイル式移動体検出装置、特許文献４および５に示される磁気式移動体検出装置の他、空気チューブ式の移動体検出装置等が提案されている。

また、移動体の移動速度を検出する場合は、超音波或いはマイクロ波を放射し、ドップラ−効果を利用して反射波の位相のずれに基づいて移動体の速度を検出する移動体速度検出装置の他は、いずれも、上記のような移動体検出装置を、移動体の進行方向に沿った２箇所に配置し、その２箇所の検出時間差とその２箇所の間隔とに基づいて移動体の速度を算出する移動体速度検出装置が考えられる。このような移動体速度検出装置では、装置が大型且つ高価となるか、或いは少なくともセンサを所定距離を隔てて２箇所に正確に設置するなどの煩雑な設置作業を必要とする。
特開２０００−１４９１８３号公報 特開２００５−１７３７８７号公報 特開平１０−２８８６７３号公報 特開平１０−２８８６７３号公報 特開２０００−１１２９２号公報 特開平１０−１７２０９３号公報

これに対し、特許文献６に示されるものと同様に、互いに直交する感度軸であるｘ軸およびｙ軸を有する１個の磁気センサを道路脇に水平に設置し、各感度軸ごとに検出される２軸方向の磁界から、車両から発生する被検出磁界の向きθを算出し、その被検出磁界の向きθの変化に基づいて車両の移動方向を判定する装置が提案されている。これによれば、磁気センサを一カ所に設けるだけで、車両の検出とその車両の移動方向を検出することができる。しかし、その被検出磁界の向きθの変化からは、車両の移動速度までは正確に検出できないという欠点があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、設置が容易で高い測定精度が得られる磁気式の移動体速度検出装置を提供することにある。

本発明者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、一対の磁気センサにより互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向との各２方向の磁界の強さを所定時間を隔ててそれぞれ検出して得た各検出値を用いて、磁界中のストークスの定理を満足させる式を表現し、その式を変形すると、移動体の速度を上記各検出値からできるとともに、このようにして得た測定値からは、他の速度測定装置の測定値と遜色のない測定精度が得られることを見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。

前記目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、(a) Ｘ軸方向へ相対移動する磁性体製の移動体の速度を検出するための磁気式移動体速度検出装置であって、(b) 前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向において一定距離を隔てて配置された、そのＸ軸方向の磁界の強さおよびＹ軸方向の磁界の強さをそれぞれ検出する第１磁気センサおよび第２磁気センサと、(c) その第１磁気センサおよび第２磁気センサにより第１時刻においてそれぞれ検出されたＹ軸方向磁界強さの平均値と、その第１磁気センサおよび第２磁気センサにより第２時刻においてそれぞれ検出されたＹ軸方向磁界強さの平均値との差であるＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyを算出するＹ軸方向磁界時間的変化量算出手段と、(d) 前記第１磁気センサにより第１時刻および第２時刻においてそれぞれ検出されたＸ軸方向磁界強さの平均値と、前記第２磁気センサにより第１時刻および第２時刻においてそれぞれ検出されたＸ軸方向磁界強さの平均値との差であるＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxを算出するＸ軸方向磁界空間的差分値算出手段と、(e) 予め記憶された関係から、前記Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段により算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyと前記Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段により算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxの比の値に基づいて、前記移動体の速度ｖを算出する速度算出手段とを、含むことにある。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１時刻と第２時刻との時間差をｄｔ、前記一定距離を２ａとしたとき、前記予め記憶された関係は、ｖ＝( ２ａ／ｄｔ）（ｄＨy／ΔＨx）であることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記関係は、第１時刻における第１磁気センサの相対位置から、第１時刻における第２磁気センサの相対位置、第２時刻における第２磁気センサの相対位置、第２時刻における第１磁気センサの相対位置を順に経て、その第１磁気センサの相対位置へ戻る周回経路における、磁界の強さの周回積分値が零となるというストークスの定理に基づいて予め設定されたものであることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１の発明において、(a) 前記移動体は、走行路面上に予め設定された走行車線に沿って通過する車両であり、(b) 前記第１磁気センサ及び第２磁気センサは、前記走行路面の走行車線に隣接する場所において、前記走行車線に直角な方向に前記一定距離を隔てて位置固定に設けられたものであることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１の発明において、第１磁気センサ及び第２磁気センサは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って配置された一対のアモルファス磁性金属線と、そのアモルファス磁性金属線にパルス電流を通電したときのそのアモルファス磁性金属線のインピーダンスを検出するためにそのアモルファス磁性金属線に巻回されたピックアップコイルとを、それぞれ備えたものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明の磁気式移動体速度検出装置によれば、速度算出手段により、予め記憶された関係から、Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段により算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyとＸ軸方向磁界空間的差分値算出手段により算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxの比の値に基づいて、移動体の速度ｖが算出されることから、そのＸ軸方向の磁界の強さおよびＹ軸方向の磁界の強さをそれぞれ検出する第１磁気センサおよび第２磁気センサを、移動体の進行方向に沿った１箇所においてＹ軸方向に一定距離を隔てて配置することにより移動体の速度ｖが測定されるので、設置が容易で高い測定精度が得られる磁気式の移動体速度検出装置が得られる。

また、請求項２に係る発明の磁気式移動体速度検出装置によれば、前記第１時刻と第２時刻との時間差をｄｔ、前記一定距離を２ａとしたとき、前記予め記憶された関係は、ｖ＝( ２ａ／ｄｔ）（ｄＨy／ΔＨx）であることから、その関係から実際のＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨy とＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨx の比の値（ｄＨy ／ΔＨx ）に基づいて移動体の速度ｖが容易に得られる。

また、請求項３に係る発明の磁気式移動体速度検出装置によれば、前記関係は、第１時刻における第１磁気センサの相対位置から、第１時刻における第２磁気センサの相対位置、第２時刻における第２磁気センサの相対位置、第２時刻における第１磁気センサの相対位置を順に経て、元の第１時刻における第１磁気センサの相対位置へ戻る周回経路或いはその逆の周回経路における、磁界の強さの周回積分値が零となるというストークスの定理に基づいて予め設定されたものであることから、地磁気の変動によるオフセッチ値の変化、センサノイズ、ランダムノイズに対して影響を受け難く、測定された移動体の速度ｖの信頼性が得られる。

また、請求項４に係る発明の磁気式移動体速度検出装置によれば、前記移動体は、走行路面上に予め設定された走行車線に沿って通過する車両であり、前記第１磁気センサ及び第２磁気センサは、前記走行路面の走行車線に隣接する場所において、前記走行車線に直角な方向に前記一定距離を隔てて位置固定に設けられたものであることから、走行路面上を走行する車両の速度が得られる。

また、請求項５に係る発明の磁気式移動体速度検出装置によれば、第１磁気センサ及び第２磁気センサは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って配置された一対のアモルファス磁性金属線と、そのアモルファス磁性金属線にパルス電流を通電したときのそのアモルファス磁性金属線のインピーダンスを検出するためにそのアモルファス磁性金属線に巻回されたピックアップコイルとを、それぞれ備えたものであることから、磁界検出分解能が１０^−６程度の高い測定感度を備えているので、一層高い測定精度が得られる。

以下、本発明の一実施例を、概念的な図面を参照しつつ説明する。なお、各図は概念図であるから、細部の機械的構造や各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、磁気式移動体速度検出装置の一例として、移動体である車両１２の速度すなわち車速ｖを検出する車速検出装置１０を説明する図である。図１に示されるように、走行路１４上の走行車線に沿って走行する車両１２の走行方向がＸ軸方向として設定され、その移動方向に直交する方向がＹ軸方向として設定されている。

上記車速検出装置１０は、走行路１４に隣接した路肩１６において上記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向において一定距離２ａを隔てて配置された第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２と、それら第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２から出力された信号を予め記憶されたプログラムに従って演算処理することにより車両１２の速度ｖを算出する演算制御装置２４と、その演算制御装置２４により算出された車両１２の速度ｖ等を表示出力する表示出力装置２６とを備えている。図１において、破線に示される第１磁気センサ２０’および第２磁気センサ２２’は、所定時間ｄｔ後の車両１２に対する第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２の相対位置を示している。

上記第１磁気センサ２０は、Ｘ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１およびＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１をそれぞれ検出する。第２磁気センサ２２も、Ｘ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２およびＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ２をそれぞれ検出する。上記演算制御装置２４は、Ａ／Ｄ変換器２８、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３４、表示出力制御回路３６を備える所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵ３０はＲＡＭ３４の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従って入力信号を演算処理することにより、車両１２の速度ｖ等を演算し、その車両１２の速度ｖ等を表示出力装置２６へ表示させ、或いはその車両１２の速度ｖ等を表す信号を他の機器へ出力させる。

上記第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２は同様に構成されているので、第１磁気センサ２０に代表させ、図２を用いて説明する。図２において、第１磁気センサ２０は、Ｘ軸方向に配置されたアモルファス磁性金属線４０ａとそのアモルファス磁性金属線４０ａにパルス電流を通電したときのそのアモルファス磁性金属線４０ａのインピーダンスを検出するためにそのアモルファス磁性金属線４０ａに巻回されたピックアップコイル４０ｂとを備えるＸ軸方向検知素子４０と、Ｙ軸方向に配置されたアモルファス磁性金属線４２ａとそのアモルファス磁性金属線４２ａにパルス電流を通電したときのそのアモルファス磁性金属線４２ａのインピーダンスを検出するためにそのアモルファス磁性金属線４２ａに巻回されたピックアップコイル４２ｂとを備えるＹ軸方向検知素子４２と、発振器４４から出力されるクロック信号に基づいて上記アモルファス磁性金属線４０ａおよびアモルファス磁性金属線４２ａに交互にパルス電流を出力するタイミング制御回路４６と、それらアモルファス磁性金属線４０ａおよびアモルファス磁性金属線４２ａにパルス電流が付与されたときにそれらに巻回されているピックアップコイル４０ｂおよびピックアップコイル４２ｂに誘起される電圧信号をそれぞれ保持するサンプルホールド回路４８、出力切換信号に従ってそのサンプルホールド回路４８から交互に出力される前記電圧信号の一方または他方と基準電圧発生器５０からの基準電圧とを交互に比較し、検知したＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１を示す信号と検知したＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１を示す信号とを交互に出力する差動増幅器５２とを備えている。上記アモルファス磁性金属線４０ａ、４２ａは、たとえば、５２０℃−２秒のアニールを施したＦｅＣｏＳｉＢアモルファス金属ワイヤから構成される。

上記第１磁気センサ２０は、アモルファス磁性金属線４０ａおよび４２ａにパルス電流を通電したときのインピーダンスが外部磁界に応じて大きく変化する現象である磁気インピーダンス効果( ＭＩ効果： Magneto-Impedance Effect)と、そのアモルファス磁性金属線４０ａおよび４２ａに巻回されたピックアップコイル４０ｂおよび４２ｂには外部磁界の強さに比例する誘起電圧が発生するという現象とを利用したものであり、１０ｋＨｚ或いは１００ｋＨｚ程度の高い周波数特性と、１０^−６Ｇ（ガウス）程度の比較的高い磁界検出分解能とを備えている。車両１２の主原料は鋼板、鋼管、鍛造材、鋳鉄などの磁性材料であり、車両１２は磁荷を帯びている。このような車両１２の通行により、たとえば図３に示すように、Ｘ方向の磁界( 磁場) Ｈ_Ｘの変化およびＹ方向の磁界Ｈ_Ｙの変化が発生する。第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２はこのような磁界Ｈ_ＸおよびＨ_Ｙの変化を検知する。

図４は、前記演算制御装置２４の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図４において、車両認識手段６０は、たとえば第１磁気センサ２０により検出されたＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１とＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１とから磁場ベクトルＨ^Ｖ＝√( Ｈ_Ｘ１ ^２＋Ｈ_Ｙ１ ^２) を算出し、その磁場ベクトルＨ^Ｖが予め設定された車両判定値すなわち計測開始判定値Ｈ^Ｖ _１と計測終了判定値Ｈ^Ｖ _２との間にあることに基づいて車両１２の通過中であると判定し認識する。図５は、上記磁場ベクトルＨ^Ｖの時間的変化を示す図であり、たとえば、上記計測開始判定値Ｈ^Ｖ _１はその磁場ベクトルＨ^Ｖの時間的変化の最大値Ｈ^Ｖ _ｍａｘの１５％程度の値、上記計測終了判定値Ｈ^Ｖ _２はその磁場ベクトルＨ^Ｖの時間的変化の最大値Ｈ^Ｖ _ｍａｘの５０％程度の値にそれぞれ設定される。

記憶手段６２は、上記車両認識手段６０によって車両の通過中が認識される間に、第１磁気センサ２０により検出されたＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１およびＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１と、第２磁気センサ２２により検出されたＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２およびＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ２とを、所定の１または複数のサンプリング周期を隔てた第１時刻ｔおよび第２時刻ｔ＋dtにおける少なくとも２回のサンプリング値を逐次記憶する。また、記憶手段６２は、上記車両認識手段６０によって認識された車両の認識数すなわち車両台数等も記憶する。

Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４は、第１時刻ｔにおける第２磁気センサ２２の相対位置から第２時刻ｔ＋dtにおける第２磁気センサ２２’の相対位置までの間の積分区間ｖdtにおける線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] を算出する。この線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] は、上記記憶手段６２に記憶された第１時刻のＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t) および第２時刻のＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t+dt)を用いて、それら第１時刻ｔのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t) および第２時刻ｔ＋dtのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t+dt)の平均値( Ｈ_Ｘ２(t+dt)＋Ｈ_Ｘ２(t))／２に積分区間ｖdtを乗算することにより、少ないサンプリングデータを用いて簡単に算出することができる。また、同様に、Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４は、第１磁気センサ２０’の相対位置から第１磁気センサ２０の相対位置までの間の積分区間ｖdtにおける線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ１] を算出する。この線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ１] は、上記記憶手段６２に記憶された第２時刻のＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t+dt)および第１時刻ｔのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t) を用いて、それら第１時刻ｔのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t) および第２時刻ｔ＋dtのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t+dt)の平均値( Ｈ_Ｘ１(t+dt)＋Ｈ_Ｘ１(t))／２に積分区間ｖdtを乗算することにより、少ないサンプリングデータを用いて簡単に算出することができる。そして、Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４は、それら線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] およびｖdt[ Ｈ_Ｘ１] の差分であるＸ方向磁界空間的差分値ΔＨX ( ＝ｖdt[ Ｈ_Ｘ１] −ｖdt[ Ｈ_Ｘ２])を算出する。

Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６は、第１時刻ｔにおける第１磁気センサ２０の位置から第１時刻ｔでの第２磁気センサ２２の位置までの間の積分区間２ａにおける線積分値２ａＨ_Ｙ(t) を算出する。この線積分値２ａＨ_Ｙ(t) は、上記記憶手段６２に記憶された第１時刻ｔのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t) およびＨ_Ｙ２(t) を用いて、それら第１時刻ｔのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t) およびＨ_Ｙ２(t) の平均値( Ｈ_Ｙ１(t) ＋Ｈ_Ｙ２(t))／２に積分区間２ａを乗算することにより、少ないサンプリングデータを用いて簡単に算出することができる。また、同様に、Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６は、第２時刻ｔ＋dtにおける第２磁気センサ２２’の位置から第１磁気センサ２０’の位置までの間の積分区間２ａにおける線積分値２ａＨ_Ｙ(t+dt)を算出する。この線積分値２ａＨ_Ｙ(t+dt)は、上記記憶手段６２に記憶された第２時刻ｔ＋dtのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t+dt)およびＨ_Ｙ２(t+dt)を用いて、それら第２時刻ｔ＋dtのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t+dt)およびＨ_Ｙ２(t+dt)の平均値( Ｈ_Ｙ１(t+dt)＋Ｈ_Ｙ２(t+dt)) ／２に積分区間２ａを乗算することにより、少ないサンプリングデータを用いて簡単に算出することができる。そして、Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６は、それら線積分値２ａＨ_Ｙ(t) および２ａＨ_Ｙ(t+dt)の差分である、単位時間dt当たりのＹ軸方向磁界の時間的変化量ｄＨ_Ｙ( ＝Ｈ_Ｙ(t) −Ｈ_Ｙ(t+dt)) を算出する。

速度算出手段６８は、予め記憶された関係式( １) から、Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６により算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨy と、Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４により算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨ_Ｘの比の値( ｄＨ_ｙ／ΔＨ_Ｘ）に基づいて、車両１２の速度ｖ（ｋｍ／ｈ）を算出する。そして、表示出力制御手段７０は、速度算出手段６８により算出された車両１２の速度ｖ、記憶手段６２により記憶された車両の認識数すなわち車両台数等を表示出力装置２６に画像表示させ、或いは、それら車両１２の速度ｖおよび車両台数を表す信号を出力する。

ｖ＝( ２ａ／ｄｔ）（ｄＨ_Ｙ／ΔＨ_Ｘ） ・・・( １)

この式( １) は、磁界中の周回成分値は周回方向に拘わらず零となるという所謂ストークスの定理を用いて導き出されるものである。すなわち、図１において、第１時刻ｔの第１磁気センサ２０の相対位置Ａ、第１時刻ｔの第２磁気センサ２２の相対位置Ｂ、第２時刻ｔ＋dtの第２磁気センサ２２の相対位置Ｃ、第２時刻の第１磁気センサ２０の相対位置Ｄ、元の第１時刻ｔの第１磁気センサ２０の相対位置Ａへ戻る磁界の周回積分を考えると、区間Ａ−Ｂにおける磁界の線積分値は２ａＨ_Ｙ(t) 、区間Ｂ−Ｃにおける磁界の線積分値はｖ・ｄｔ[ Ｈ_Ｘ１] 、区間Ｃ−Ｄにおける磁界の線成分値は−２ａＨ_Ｙ(t+dt)、区間Ｄ−Ａにおける磁界の線積分値は−ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] となる。上記ストークスの定理によりそれらの和は零であるから( ２）式となる。これを車速ｖを示す式に変形すると( ３）となる。そして、ΔＨ_Ｘ＝[ Ｈ_Ｘ２−Ｈ_Ｘ１] と置き、ｄＨ_Ｙ＝Ｈ_Ｙ(t) −Ｈ_Ｙ(t+dt)と置くと、( １）式となる。( １）式において、２ａは第１磁気センサ２０と第２磁気センサ２２との間の距離（ｍ）、ｄｔはサンプリング時間（ｓｅｃ）であって、いずれも既知の定数であるので、上記Ｙ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyとＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨ_Ｘとが算出され、その比の値( ｄＨy／ΔＨ_Ｘ）が算出されると、それに基づいて車速ｖが算出される。

２ａＨ_Ｙ(t) ＋ｖdt[ Ｈ_Ｘ１] −2 ａＨ_Ｙ(t+dt)−ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] ＝０
・・・( ２)
ｖ＝( ２ａ／dt）[ Ｈ_Ｙ(t) −Ｈ_Ｙ(t+dt)] ／( Ｈ_Ｘ２−Ｈ_Ｘ１）
・・・( ３)

図６は、演算制御装置２４の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図６において、車両認識手段６０に対応するステップ( 以下、ステップを省略する) Ｓ１では、たとえば第１磁気センサ２０により検出されたＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１とＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１とから磁場ベクトルＨ^Ｖ＝√( Ｈ_Ｘ１ ^２＋Ｈ_Ｙ１ ^２)が算出され、その磁場ベクトルＨ^Ｖが予め設定された計測開始判定値Ｈ^Ｖ _１と計測終了判定値Ｈ^Ｖ _２との間にあることに基づいて車両１２の通過中であるか否かが判断される。

このＳ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、Ｓ２において、第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２により第１時刻ｔにおけるＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t) およびＨ_Ｘ２(t) が検出されるとともに、Ｓ３において、第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２により第１時刻ｔにおけるＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t) およびＨ_Ｙ２(t) が測定される。そして、記憶手段６２に対応するＳ４において、第１時刻ｔにおけるＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t) およびＨ_Ｘ２(t) と、第１時刻ｔにおけるＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t) およびＨ_Ｙ２(t) とが記憶される。

次いで、Ｓ５において、上記第１時刻ｔにおけるサンプリングから予め設定されたサンプリング周期ｄｔが経過した後の第２時刻ｔ＋ｄｔにおけるサンプリングが完了したか否かが判断される。当初はこの判断が否定されるので、第２時刻ｔ＋ｄｔとなるとＳ２乃至４が再び実行される。すなわち、Ｓ２において、第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２により第２時刻ｔ＋ｄｔにおけるＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t+dt)およびＨ_Ｘ２(t+dt)が検出されるとともに、Ｓ３において、第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２により第２時刻ｔ＋ｄｔにおけるＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t+dt)およびＨ_Ｙ２(t+dt)が測定される。そして、記憶手段６２に対応するＳ４において、第２時刻ｔ＋ｄｔにおけるＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t+dt)およびＨ_Ｘ２(t+dt)と、第２時刻ｔ＋ｄｔにおけるＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t+dt)およびＨ_Ｙ２(t+dt)とが記憶される。

次に、Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４に対応するＳ６では、第１時刻ｔにおける第２磁気センサ２２の相対位置から第２時刻ｔ＋dtにおける第２磁気センサ２２’の相対位置までの間の積分区間ｖdtにおける線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] が、上記記憶された第１時刻のＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t) および第２時刻のＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t+dt)を用いて、それら第１時刻ｔのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t) および第２時刻ｔ＋dtのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２(t+dt)の平均値［Ｈ_Ｘ２］_ａｖ＝( Ｈ_Ｘ２(t+dt)＋Ｈ_Ｘ２(t))／２に積分区間ｖdtが乗算されることにより、算出される。また、第１磁気センサ２０’の相対位置から第１磁気センサ２０の相対位置までの間の積分区間ｖdtにおける線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ１] が、上記記憶された第２時刻のＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t+dt)および第１時刻ｔのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t) を用いて、それら第１時刻ｔのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t) および第２時刻ｔ＋dtのＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１(t+dt)の平均値［Ｈ_Ｘ１］_ａｖ＝( Ｈ_Ｘ１(t+dt)＋Ｈ_Ｘ１(t))／２に積分区間ｖdtが乗算されることにより、算出することができる。そして、それら線積分値ｖdt[ Ｈ_Ｘ２] およびｖdt[ Ｈ_Ｘ１] の差分が求められることにより、Ｘ方向磁界空間的差分値ΔＨ_Ｘ( ＝ｖdt[ Ｈ_Ｘ１] −ｖdt[ Ｈ_Ｘ２])が算出される。

続くＹ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６に対応するＳ７では、第１時刻ｔにおける第１磁気センサ２０の位置から第１時刻ｔでの第２磁気センサ２２の位置までの間の積分区間２ａにおける線積分値２ａＨ_Ｙ(t) が、上記記憶された第１時刻ｔのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t) およびＨ_Ｙ２(t) を用いて、それら第１時刻ｔのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t) およびＨ_Ｙ２(t) の平均値( Ｈ_Ｙ１(t) ＋Ｈ_Ｙ２(t))／２に積分区間２ａが乗算されることにより、算出される。また、同様に、第２時刻ｔ＋dtにおける第２磁気センサ２２’の位置から第１磁気センサ２０’の位置までの間の積分区間２ａにおける線積分値２ａＨ_Ｙ(t+dt)が、上記記憶された第２時刻ｔ＋dtのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t+dt)およびＨ_Ｙ２(t+dt)を用いて、それら第２時刻ｔ＋dtのＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１(t+dt)およびＨ_Ｙ２(t+dt)の平均値( Ｈ_Ｙ１(t+dt)＋Ｈ_Ｙ２(t+dt)) ／２に積分区間２ａが乗算されることにより、算出される。そして、それら線積分値２ａＨ_Ｙ(t) および２ａＨ_Ｙ(t+dt)の差分が求められることにより、単位時間dt当たりのＹ軸方向磁界の時間的変化量ｄＨ_Ｙ( ＝Ｈ_Ｙ(t) −Ｈ_Ｙ(t+dt)) が算出される。

次いで、速度算出手段６８に対応するＳ８では、予め記憶された関係式( １) から、Ｓ７において算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyとＳ６において算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨ_Ｘとに基づいて、具体的にはそれらＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨy とＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨ_Ｘとの比の値( ｄＨy／ΔＨ_Ｘ）に基づいて、車両１２の速度ｖ（ｋｍ／ｈ）が算出される。そして、表示出力制御手段７０に対応するＳ９は、Ｓ８により算出された車両１２の速度ｖ、記憶手段６２により記憶された車両の認識数すなわち車両台数等が表示出力装置２６に画像表示され、或いは、それら車両１２の速度ｖおよび車両台数を表す信号が出力される。

次に、以下に示す条件で本発明者が行ったシュミレーションの結果を説明する。本シュミレーションでは、図７に示すように、車両を長さ２Ｌが４ｍ、幅Ｌが２ｍの平坦な板と設定し、車両の前半に正磁化、後半に負磁化を有する磁化平行モデルＣＰと、車両のセンサ側半分に正磁化、反対側に負磁化を有する磁化垂直モデルＣＶとを設定し、車両の進行方向をＸ軸方向に、幅方向をＹ方向に設定し、磁気センサ１と磁気センサ２との間隔２ａを０．３ｍと設定し、その磁気センサ１からＸ軸方向の距離Ｊが０．６ｍだけ離隔した磁気センサ３を設定し、車両から磁気センサと磁気センサとの中間までの距離を１．８ｍと設定し、磁気センサｍ（ｍ＝１、２、３) の検知磁場をＨｍと設定し、車速ｖが４０ｋｍ／ｈと設定した。また、本シュミレーションでは、磁気センサ１における車両の検知磁場ベクトルの大きさＨ^Ｖ１は６ｍＧと設定した。

図８は、上記シュミレーションにおいて磁化平行モデルＣＰに関する磁界変化を算出するために用いた式 (４) および (５) を説明する図である。Ｘ軸方向に一様な磁極を仮定し、磁極密度をσ、磁極までの距離をｄとすると、Ｙ軸方向の磁界Ｈ_Ｙ(x) は次式となる。Ｘ軸方向の磁界Ｈ_Ｘ(x) は次式となる。

Ｈ_Ｙ(x) ＝（σ/2πμ_０)[ tan^−１(x_２-x)/d−tan^−１(x_１-x)/d]
Ｈ_Ｘ(x) ＝（−σ/2πμ_０)ln( ｜√d^２+(x-x_２)^２｜｜( √d^２+(x-x_２)^２｜
／｜d^２｜

ここで、余弦定理により、図８の角度θ_１およびθ_２はそれぞれ次式で導かれる。これらの式と上式とから、磁化平行モデルＣＰによるＸ軸方向の磁界Ｈ_Ｘ(x) およびＹ軸方向の磁界Ｈ_Ｙ(x) は、次式 (４) および (５) となる。
θ_１＝cos^−１(r_０ ^２+r_１ ^２+L^２)/2r_０r_１
θ_２＝cos^−１(r_０ ^２+r_２ ^２+L^２)/2r_０r_２

図９は、上記シュミレーションにおいて磁化垂直モデルＣＶに関する磁界変化を算出するために用いた式 (６) および (７) を説明する図である。磁化分布の幅はＬとして上記磁化平行モデルＣＰの場合の半分とし、磁極密度σ’はσの２倍とし、Ｙ軸方向に一様な磁極を仮定する他は、上記と同様にＹ軸方向の磁界Ｈ_Ｙ(x) およびＸ軸方向の磁界Ｈ_Ｘ(x) を求め、さらに、余弦定理による図９の角度θ_１’およびθ_２’はそれぞれ次式とから、Ｘ軸方向の磁界Ｈ_Ｘ(x) は次式 (４) となり、Ｙ軸方向の磁界Ｈ_Ｙ(x) は次式 (５) となる。

Ｈ_Ｘ＝（−σ/2πμ_０)ln( ｜r_１｜｜r_２｜／｜r_０｜^２)・・・ (４)
Ｈ_Ｙ＝（σ/2πμ_０)[ θ_２−θ_１] ・・・ (５)
Ｈ_Ｘ＝（σ’/2πμ_０)[ θ_２’−θ_１’] ・・・ (６)
Ｈ_Ｙ＝（−σ’/2πμ_０)ln( ｜r_１’｜｜r_２’｜／｜r_０’｜^２)・・・ (７)

図１０は上記磁化平行モデルＣＰの式 (４) および (５) を用いて磁気センサ１の検知磁場を演算した結果を示し、図１１は実際の第１磁気センサ２０を用いて一般道にて車両の通過時の検知磁場を示している。両者を比較すると、ほぼ同一の波形であると考えられるので、本シュミレーションモデルの妥当性が認められる。

一般に、第１磁気センサ２０や第２磁気センサ２２により検知される磁界の強さに対しては地磁気の変動などからオフセット値が０．４ｍＧ程度変動する。このため、初期設定のオフセット値と実際のオフセット値との間にずれが生じた場合の速度算出に対する影響を調べた。このオフセット値とは、検知波形の基線の零値からのずれ値である。すなわち、オフセット値の初期設定値に比較して磁気センサ１の現在のオフセット値が−０．４〜 ０．４ｍＧの範囲で変動した場合の速度算出値の変化を( １）式を用いてシュミレーションするとともに、磁化平行モデルＣＰおよび磁化垂直モデルＣＶについて位相差分法を用いて得られた速度算出値のシュミレーション結果と対比して、検討を行った。この位相差分法では、図７に示すように、Ｘ軸方向において所定距離Ａ( たとえば０．６ｍ）離隔して配置された磁気センサ１および磁気センサ３においてそれぞれ検出された磁界の変化を示す波形間の位相差Ｄ（ｍｓｅｃ）とその所定距離とに基づいて車速ｖ( ＝Ａ／Ｄ）が算出される。図１２は、磁気センサ１により検出されたＸ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｘ１と磁気センサ３により検出されたＸ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｘ３との位相差Ｄ_Ｘを示している。図１３は、磁気センサ１により検出されたＹ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｙ１と磁気センサ３により検出されたＹ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｙ３との位相差Ｄ_Ｙを示している。

図１４は、オフセット値が−０．４〜 ０．４ｍＧの範囲で変動した場合の速度算出値を示している。◇印はストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値であるのに対し、□印は磁化平行モデルＣＰについて (４) および (５) 式から求められた車速値であり、△印は磁化垂直モデルＣＶについて (６) および (７) 式から求められた車速値である。図１４から明らかなように、ストークスの定理から導かれた( １）式を用いて求められた車速値は、地磁気の変動などによるオフセット値の変動の影響を受けない。◇印に示されるストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値ｖは、磁気センサ１および磁気センサ２のＸ軸方向の出力差ΔＨ_Ｘと微小時間ｄｔ間に発生するＹ軸方向の出力差ｄＨ_Ｙとの比の値( ｄＨ_Ｙ／ΔＨ_Ｘ）から算出されることから、長時間でオフセット変動があって初期設定値との間にずれが発生しても車両認識中にオフセット変動がなければ、速度算出に影響がでないと考えられる。

次に、測定場所のノイズの影響を考察する。一般に、車両の通過がなくても０．１５ｍＧ程度の正負のセンサノイズが発生する。このノイズとして磁気センサ１のＸ軸方向およびＹ軸方向に対して振幅０．２ｍＧの正弦波ノイズを与え、その正弦波ノイズの周波数を１０〜１００Ｈｚまで変化させたときの、前記各方法による速度値の誤差をシュミレーションした。図１5 はその結果を示している。ストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値を示す◇印は、正弦波ノイズの周波数の変化に拘わらず、殆ど影響されていない。しかし、磁化平行モデルＣＰについて (４) および (５) 式から求められた車速値を示す□印、および、磁化垂直モデルＣＶについて (６) および (７) 式から求められた車速値を示す△印は、正弦波ノイズの周波数の変化によって大きく影響され、□印では１０％程度の影響を受け、△印では最大２５％程度の影響を受けている。

さらに、ランダムノイズの影響について考察する。一般的な磁場測定において、測定精度を維持するために、ランダムノイズからも影響を受け難い性能を備える必要がある。このため、仮想的にすべての磁気センサのＸ軸方向およびＹ軸方向にたとえば図１６に示すようなそれぞれ別の種類のランダムノイズを与え、疑似乱数を変化させて２００回のシュミレーションを行い、上記各方法により算出された車速値の誤差率( ％）を比較した。図１７は、上記各方法により算出された車速値の誤差率の分布を示している。図１７において、ストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値の誤差率分布を示す◇印は、零値を中心とする±５％程度の誤差率の範囲内の正規分布となっている。これに対し、磁化平行モデルＣＰについて (４) および (５) 式から求められた車速値の誤差率分布を示す□印は、正規分布とはならず±１０％程度の誤差率の範囲内の分布となり、また、磁化垂直モデルＣＶについて (６) および (７) 式から求められた車速値の誤差率分布を示す△印も、正規分布とはならず±２０％程度の誤差率の範囲内の分布となる。

位相差法は時間差を出すためにオフセット値の１点を使用している微分的な算出方法であり、ノイズの影響をうけやすい。また、磁化平行モデルＣＰに比較して、磁化垂直モデルＣＶの波形の方がオフセット値付近の磁場の変化率が小さいので、ノイズの影響が大きくなっていると考えられる。これに対し、ストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値では、速度算出の際にノイズ分はｄＨ_Ｙ、ΔＨ_Ｘに発生するが、空間的な差分をとっているためΔＨ_Ｘのノイズ分は打ち消されると考えられる。

さらに、本発明者は、同一車種の自動車を用いて、本実施例の車速検出装置１０を用いた測定とスピードガンを用いた測定とを行った。この実験では、Ｙ軸方向に０．３ｍの相互間隔の第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２を１．１ｍの高さに設置し、１／４秒程度の１サンプリング周期当たり１．４〜２．６ｍの範囲で自動車の速度を変化させ、５０ｋｍ／ｈ以上のデータはサンプリング周期を１／２として計測した。図１８はその結果を示している。これによれば、算出速度は３％程度の誤差率という高精度が得られ、波形のばらつきもＲ^２値が９９％と小さいものであった。

上述のように、本実施例の車速検出装置１０によれば、速度算出手段６８により、たとえば式( １）に示す予め記憶された関係から、Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段６６により算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨy とＸ軸方向磁界空間的差分値算出手段６４により算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨx の比の値に基づいて、車両( 移動体) １２の速度ｖが算出されることから、そのＸ軸方向の磁界の強さおよびＹ軸方向の磁界の強さをそれぞれ検出する第１磁気センサ２０および第２磁気センサ２２を、車両１２の進行方向に沿った１箇所においてＹ軸方向に一定距離２ａを隔てて配置することにより車両１２の速度ｖが測定されるので、設置が容易で高い測定精度が得られる。

また、本実施例の車速検出装置１０によれば、第１時刻ｔと第２時刻ｔ＋ｄｔとの時間差をｄｔ、前記一定距離を２ａとしたとき、前記予め記憶された関係は、ｖ＝( ２ａ／ｄｔ）（ｄＨy／ΔＨx）となることから、その関係から実際のＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨy とＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxの比の値（ｄＨy ／ΔＨx ）に基づいて車両１２の速度ｖが容易に得られる。

また、本実施例の車速検出装置１０によれば、前記式( １）に示す関係は、第１時刻ｔにおける第１磁気センサ２０の相対位置から、第１時刻ｔにおける第２磁気センサ２２の相対位置、第２時刻ｔ＋ｄｔにおける第２磁気センサ２２の相対位置、第２時刻ｔ＋ｄｔにおける第１磁気センサ２０の相対位置を順に経て、第１時刻ｔにおける第１磁気センサ２０の相対位置へ戻る周回経路或いはその逆の周回経路における、磁界の強さの周回積分値が零となるというストークスの定理に基づいて予め設定されたものであることから、地磁気の変動によるオフセッチ値の変化、センサノイズ、ランダムノイズに対して影響を受け難く、測定された移動体の速度ｖの信頼性が得られる。

また、本実施例の車速検出装置１０によれば、移動体として、走行路１４の路面上に予め設定された走行車線に沿って通過する車両１２が用いられており、第１磁気センサ２０及び第２磁気センサ２２は、走行路１４の走行車線に隣接する場所である路肩１６において、走行車線に直角な方向に一定距離２ａを隔てて位置固定に設けられたものであることから、走行路１４の路面上を走行する車両１２の速度が計測される。

また、本実施例の車速検出装置１０によれば、第１磁気センサ２０及び第２磁気センサ２２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って配置された一対のアモルファス磁性金属線４０ａおよび４２ａと、それらアモルファス磁性金属線４０ａおよび４２ａにパルス電流を通電したときのそれらアモルファス磁性金属線４０ａおよび４２ａのインピーダンスをそれぞれ検出するためにそれらアモルファス磁性金属線４０ａおよび４２ａに巻回されたピックアップコイル４０ｂおよび４２ｂとを、それぞれ備えたものであることから、磁界検出分解能が１０^−６程度の高い測定感度を備えているので、一層高い測定精度が得られる。

以上、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施される。

たとえば、前述の第１磁気センサ２０及び第２磁気センサ２２は、磁気インピーダンス効果( ＭＩ:Magneto-Impedance Effect)型センサであったが、フラックスゲート( ＦＧ）センサ、ホール素子センサ、強磁性磁気抵抗効果( ＭＲ:Magneto-Resistance effect）型センサ、巨大磁気抵抗効果( ＧＭＲ:Giant Magneto-Resistance effect）型センサ、トンネル磁気抵抗効果( ＴＭＲ:Tunnel Magneto-Resistance effect)センサ、光ファイバ磁気センサなどから構成された磁気センサであってもよい。要するに、Ｘ軸方向の磁界の強さおよびＹ軸方向の磁界の強さをそれぞれ検出することが可能なものであればよい。

また、前述の第１磁気センサ２０及び第２磁気センサ２２は、図２に示すように構成されていたが、それとは異なる回路から構成されていてもよい。

また、前述の実施例の車速検出装置１０では、車両１２の速度ｖが検出されていたが、車両１２以外の移動体、たとえば水上を移動する船舶、コンベア上の被搬送物などの移動体の速度検出に用いられてもよい。

また、前述の実施例において、第１磁気センサ２０により検出されたＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ１およびＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ１と、第２磁気センサ２２により検出されたＸ軸方向の磁界の強さＨ_Ｘ２およびＹ軸方向の磁界の強さＨ_Ｙ２とをサンプリングするサンプリング周期と、それらを記憶手段６２に記憶する記憶周期とは必ずしも一致しなくてもよいが、低消費電力とするためには一致させたほうがよい。

なお、前述したのはあくまでも例示であり、必要に応じて適宜変更され得る。その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

本発明の一実施例の車速検出装置の構成および配置を説明する概念図である。 図１の第１磁気センサの構成を説明する回路図である。 図１の第１磁気センサにより検出される磁界強度を表す波形を示す図である。 図１の演算制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図４の車両認識手段において用いられる磁界ベクトルを表す波形と、車両認識のための判定値とを示す図である。 図１の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図１の演算制御装置の作動のシュミレーションの前提条件を説明する図である。 図７のシュミレーションにおいて用いられる、磁化平行モデルＣＰに対する検出磁界を算出する算出式の説明をする図である。 図７のシュミレーションにおいて用いられる、磁化垂直モデルＣＶに対する検出磁界を算出する算出式の説明をする図である。 図７のシュミレーションにおいて算出された、車両に移動に関連して検出される磁界の変化を示す図である。 図１の車速検出装置において実際に検出された、車両に移動に関連して検出される磁界の変化を示す図である。 図７のシュミレーションにおいて、位相差法により車速を測定するために求められる、磁気センサ１により検出されたＸ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｘ１と磁気センサ３により検出されたＸ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｘ３との位相差Ｄ_Ｘを示す図である。 図７のシュミレーションにおいて、位相差法により車速を測定するために求められる、磁気センサ１により検出されたＹ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｙ１と磁気センサ３により検出されたＹ軸方向の磁界強度Ｈ_Ｙ３との位相差Ｄ_Ｙを示す図である。 オフセット値の変動に対する算出速度の誤差を示すために、図７のシュミレーションにより、ストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値( ◇印) と、磁化平行モデルＣＰについて求められた車速値( □印) と、磁化垂直モデルＣＶについて求められた車速値( △印) とを示す図である。 ノイズ周波数に対する誤差率を示すために、図７のシュミレーションにより、ストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値( ◇印) と、磁化平行モデルＣＰについて求められた車速値( □印) と、磁化垂直モデルＣＶについて求められた車速値( △印) とを示す図である。 図７のシュミレーションにおいて、誤差率の分布を調べるために用いたランダムノイズを示す図である。 図１６に示すランダムノイズが与えられたときの誤差率の分布を示すために、図７のシュミレーションにより、ストークスの定理から導かれた( １）式から求められた車速値( ◇印) と、磁化平行モデルＣＰについて求められた車速値( □印) と、磁化垂直モデルＣＶについて求められた車速値( △印) とを示す図である。 図１の実施例の車速検出装置の測定値とスピードガンの測定値との関係を示す図である。

符号の説明

１０：車速検出装置（磁気式移動体速度検出装置）
１２：車両（移動体）
２０：第１磁気センサ
２２：第２磁気センサ
４０：Ｘ軸方向検知素子
４０ａ：アモルファス磁性金属線
４０ｂ：ピックアップコイル
４２：Ｙ軸方向検知素子
４２ａ：アモルファス磁性金属線
４２ｂ：ピックアップコイル
６４：Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段
６６：Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段
６８：速度算出手段

Claims (5)

1. Ｘ軸方向へ相対移動する磁性体製の移動体の速度を検出するための磁気式移動体速度検出装置であって、
   前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向において一定距離を隔てて配置された、該Ｘ軸方向の磁界の強さおよびＹ軸方向の磁界の強さをそれぞれ検出する第１磁気センサおよび第２磁気センサと、
   該第１磁気センサおよび第２磁気センサにより第１時刻においてそれぞれ検出されたＹ軸方向磁界強さの平均値と、該第１磁気センサおよび第２磁気センサにより第２時刻においてそれぞれ検出されたＹ軸方向磁界強さの平均値との差であるＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyを算出するＹ軸方向磁界時間的変化量算出手段と、
   前記第１磁気センサにより第１時刻および第２時刻においてそれぞれ検出されたＸ軸方向磁界強さの平均値と、前記第２磁気センサにより第１時刻および第２時刻においてそれぞれ検出されたＸ軸方向磁界強さの平均値との差であるＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxを算出するＸ軸方向磁界空間的差分値算出手段と、
   予め記憶された関係から、前記Ｙ軸方向磁界時間的変化量算出手段により算出されたＹ軸方向磁界時間的変化量ｄＨyと前記Ｘ軸方向磁界空間的差分値算出手段により算出されたＸ軸方向磁界空間的差分値ΔＨxの比の値に基づいて、前記移動体の速度ｖを算出する速度算出手段と
   を、含むことを特徴とする磁気式移動体速度検出装置。
2. 前記第１時刻と第２時刻との時間差をｄｔ、前記一定距離を２ａとしたとき、
   前記予め記憶された関係は、ｖ＝( ２ａ／ｄｔ）（ｄＨy／ΔＨx）であることを特徴とする請求項１の磁気式移動体速度検出装置。
3. 前記関係は、第１時刻における第１磁気センサの相対位置から、第１時刻における第２磁気センサの相対位置、第２時刻における第２磁気センサの相対位置、第２時刻における第１磁気センサの相対位置を順に経て、該第１磁気センサの相対位置へ戻る周回経路における、磁界の強さの周回積分が零となるというストークスの定理に基づいて予め設定されたものである請求項１または２の磁気式移動体速度検出装置。
4. 前記移動体は、走行路面上に予め設定された走行車線に沿って通過する車両であり、
   前記第１磁気センサ及び第２磁気センサは、前記走行路面の走行車線に隣接する場所において、前記走行車線に直角な方向に前記一定距離を隔てて位置固定に設けられたものである請求項１乃至３のいずれか１の磁気式移動体速度検出装置。
5. 第１磁気センサ及び第２磁気センサは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って配置された一対のアモルファス磁性金属線と、該アモルファス磁性金属線にパルス電流を通電したときの該アモルファス磁性金属線のインピーダンスを検出するために該アモルファス磁性金属線に巻回されたピックアップコイルとを、それぞれ備えたものである請求項１乃至４のいずれか１の磁気式移動体速度検出装置。

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