JP2018206106A - マーカシステム及び運用方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気マーカの敷設コストを抑制できるマーカシステム及び運用方法を提供すること。
【解決手段】磁気マーカ１０を利用して車両３の運転を支援する制御を実現できるように磁気マーカ１０が敷設された位置を表す敷設位置情報を車両３側に提供するマーカシステム１の運用方法では、運転を支援する制御を実行する車両３側で測位された磁気マーカ１０の位置を補正情報として利用し、磁気マーカ１０が敷設された位置を表す敷設位置情報を補正する。
【選択図】図１
【解決手段】磁気マーカ１０を利用して車両３の運転を支援する制御を実現できるように磁気マーカ１０が敷設された位置を表す敷設位置情報を車両３側に提供するマーカシステム１の運用方法では、運転を支援する制御を実行する車両３側で測位された磁気マーカ１０の位置を補正情報として利用し、磁気マーカ１０が敷設された位置を表す敷設位置情報を補正する。
【選択図】図１
Description
本発明は、道路に敷設された磁気マーカを利用するためのマーカシステム及びその運用方法に関する。
従来、車両に取り付けた磁気センサにより道路に敷設された磁気マーカを検出する車両用の磁気マーカ検出システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような磁気マーカ検出システムによれば、例えば車線に沿って敷設された磁気マーカを利用する自動操舵制御や車線逸脱警報などの各種の運転支援のほか、自動運転を実現できる。
しかしながら、前記従来の磁気マーカでは、次のような問題がある。例えば車線逸脱警報や自動操舵制御等の運転支援を実現するためには比較的短い間隔で多数の磁気マーカを位置精度高く敷設する必要があるため、施工コストが上昇し易いという問題がある。
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気マーカの敷設コストを抑制できるマーカシステム及び運用方法を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、磁気マーカを利用して車両の運転を支援する制御を実現できるように該磁気マーカが敷設された位置を表す敷設位置情報を車両側に提供するマーカシステムの運用方法であって、
前記運転を支援する制御を実行する車両側で測位された前記磁気マーカの位置を補正情報として利用して該磁気マーカの敷設位置情報を補正するマーカシステムの運用方法にある。
前記運転を支援する制御を実行する車両側で測位された前記磁気マーカの位置を補正情報として利用して該磁気マーカの敷設位置情報を補正するマーカシステムの運用方法にある。
本発明の一態様は、磁気マーカを利用して車両の運転を支援する制御を実現できるように該磁気マーカが敷設された位置を表す敷設位置情報を車両側に提供するマーカシステムであって、
前記敷設位置情報を記憶する記憶装置と、
前記運転を支援する制御を実行する車両側で測位された位置を表す測位位置情報を取得し、該測位位置情報が表す位置を補正情報として利用して前記記憶装置が記憶する敷設位置情報を補正する演算処理を実行する処理回路と、を備えているマーカシステムにある。
前記敷設位置情報を記憶する記憶装置と、
前記運転を支援する制御を実行する車両側で測位された位置を表す測位位置情報を取得し、該測位位置情報が表す位置を補正情報として利用して前記記憶装置が記憶する敷設位置情報を補正する演算処理を実行する処理回路と、を備えているマーカシステムにある。
本発明によれば、前記磁気マーカを敷設した後、車両による前記磁気マーカの利用を通じて前記敷設位置情報の精度を向上できる。それ故、本発明によれば、設計等により定められた所定の位置に精度高く前記磁気マーカを敷設する必要性を低減でき、敷設に要するコストを低減できる。
このように本発明のマーカシステム及び運用方法は、磁気マーカの敷設コストの抑制に有効なシステムあるいは運用方法である。
本発明における測位ユニットとしては、例えば、絶対位置を測位するＧＰＳ（Global Positioning System）を利用するユニットや、慣性航法による相対位置を測位するＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）などがある。特に、ＲＴＫ（RealTime Kinematic）方式のＧＰＳ等による測位であれば、絶対位置を高精度で測位できる。しかしながら、ＧＰＳ電波の受信が前提となるＧＰＳは、トンネル内やビルの谷間の道路などでの測位には不向きである。例えばトンネル内などＧＰＳ電波の受信に不向きな場所であっても、慣性航法による測位は可能である。そこで、ＧＰＳによる測位と慣性航法による測位とを組み合わせた測位ユニットを採用することも良い。
本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
本例は、磁気マーカ１０を車両３側の運転支援制御に利用するマーカシステム１及びその運用方法に関する例である。この内容について、図１〜図１０を用いて説明する。
（実施例１）
本例は、磁気マーカ１０を車両３側の運転支援制御に利用するマーカシステム１及びその運用方法に関する例である。この内容について、図１〜図１０を用いて説明する。
本例のマーカシステム１の運用方法は、マーカシステム１の運用中に車両３側から磁気マーカ１０の位置の情報を収集し、マーカデータベース（マーカＤＢ）２５に格納された敷設位置情報の精度を向上する運用方法である。マーカシステム１は、道路に敷設された磁気マーカ１０と、この磁気マーカ１０が敷設された位置を表す敷設位置情報を車両３に配信するサーバ装置２と、を含めて構成されている。
以下、（１）磁気マーカ、（２）磁気マーカを敷設する敷設作業車両、（３）運転支援制御を実施する車両、（４）サーバ装置、の構成について順番に説明した後、（５）マーカシステムの運用方法について説明する。
（１）磁気マーカ
磁気マーカ１０は、図２のごとく、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなす小型のマーカである。磁気マーカ１０をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させた等方性フェライトプラスチックマグネットであり、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝６．４ｋＪ／ｍ３という特性を備えている。
磁気マーカ１０は、図２のごとく、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなす小型のマーカである。磁気マーカ１０をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させた等方性フェライトプラスチックマグネットであり、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝６．４ｋＪ／ｍ３という特性を備えている。
磁気マーカ１０の磁石は、表面の磁束密度が４５ｍＴ（ミリテスラ）であって、２５０ｍｍ高さに到達する磁束密度が８μＴ程度の磁石である。等方性フェライトプラスチックマグネットである磁石は磁性材料が酸化鉄であるため腐食に強く、金属製のケース等に収容する必要がない。磁気マーカ１０は、例えば直径２５〜３０ｍｍ、深さ３５〜４０ｍｍ程度の小さな穴に直接、収容して敷設可能である。
（２）敷設作業車両
磁気マーカ１０の施工作業は、運転作業者の運転により走行する例えば図３の敷設作業車両１８により実施される。敷設作業車両１８は、図示は省略するが、磁気マーカ１０の収容箱であるパレット、路面１００Ｓに収容穴を設けるユニット、パレットの磁気マーカ１０を１つずつ収容穴に配置するユニット、磁気マーカ１０を配置した収容穴に充填材を供給するユニット、などを備えている。これらのユニット等を備える敷設作業車両１８によれば、磁気マーカ１０の収容穴の穿設から磁気マーカ１０を配置した後の処理までの一連の作業を１台で賄うことが可能である。
磁気マーカ１０の施工作業は、運転作業者の運転により走行する例えば図３の敷設作業車両１８により実施される。敷設作業車両１８は、図示は省略するが、磁気マーカ１０の収容箱であるパレット、路面１００Ｓに収容穴を設けるユニット、パレットの磁気マーカ１０を１つずつ収容穴に配置するユニット、磁気マーカ１０を配置した収容穴に充填材を供給するユニット、などを備えている。これらのユニット等を備える敷設作業車両１８によれば、磁気マーカ１０の収容穴の穿設から磁気マーカ１０を配置した後の処理までの一連の作業を１台で賄うことが可能である。
敷設作業モードの敷設作業車両１８は、運転作業者の運転により低速走行しているとき、車速を積算して求める走行距離が一定の距離に到達する毎に磁気マーカ１０を敷設する作業を自動で実施する。
敷設作業車両１８は、図示は省略するが、ＧＰＳ及び慣性航法により位置を測位する測位ユニットに加えて、磁気マーカ１０の敷設位置を表す情報を格納するための記憶媒体であるハードディスク装置を有している。測位ユニットは、ＧＰＳによる測位と、慣性航法による測位と、を組み合わせて磁気マーカ１０を敷設した位置を測位する。
敷設作業車両１８による磁気マーカ１０の施工の際には、磁気マーカ１０が敷設された位置を表す敷設位置情報が順次、ハードディスク装置に格納される。これにより敷設作業車両１８では、各磁気マーカ１０を敷設した位置を表す敷設位置情報のデータベースが生成される。なお、この敷設位置情報のデータベースは、後で説明するサーバ装置２に移設されてマーカＤＢ２５となる。
（３）運転支援制御を実施する車両
図５に例示する車両３は、運転を支援する制御の一例として、目的地までの経路案内等の制御を実行する一般の車両である。この車両３は、磁気マーカ１０を利用して自車両の位置（自車位置）を精度高く特定し、精度の高い経路案内が可能である。
図５に例示する車両３は、運転を支援する制御の一例として、目的地までの経路案内等の制御を実行する一般の車両である。この車両３は、磁気マーカ１０を利用して自車両の位置（自車位置）を精度高く特定し、精度の高い経路案内が可能である。
車両３は、図４のごとく、磁気マーカ１０を検出するセンサユニット３１、位置を測位する測位ユニット３６、自車位置をナビゲーション装置３３に入力する制御ユニット３２、ナビゲーション装置３３等を備えている。ナビゲーション装置３３は、地図データを格納する地図ＤＢ３３１、地図を表示するディスプレイ３３２、案内音声を出力するＡＭＰ／スピーカ３３３、地図の描画処理や経路演算等を実行する演算ユニット３３５を含めて構成されている。車両３は、通信ユニット３４を備えており、インターネット１５（図１参照。）などの公衆回線に無線で接続可能である。
ナビゲーション装置３３を構成する演算ユニット３３５は、各種の演算処理を実行するＣＰＵ（central processing unit）のほか、ＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ素子等を含んで構成されたユニットである。演算ユニット３３５は、経路案内の実行プログラムとして、少なくとも２種類のプログラムを備えている。
第１のプログラムは、低精度の自車位置を取得したときに実行するプログラムであり、第２のプログラムは、高精度の自車位置を取得できたときに実行するプログラムである。第１のプログラムによる動作モードでは、例えば交差点までの距離に誤差が含まれることを前提として経路案内が実行される。第２のプログラムによる動作モードでは、例えば交差点の停止線までの距離が正確に把握できていることを前提として経路案内が実行される。
測位ユニット３６は、ＧＰＳによる絶対位置の測位と、慣性航法による相対位置の測位と、を組み合わせて測位するユニットである。なお、本例の測位ユニット３６は、センサユニット３１の中央に位置する磁気センサＣ８の位置を測位位置として出力するように設定されている。
絶対位置の測位はＧＰＳモジュール３６１が実行する。ＧＰＳモジュール３６１は、ＧＰＳ電波を送信するＧＰＳ衛星を複数捕捉し、三角測量の原理により絶対位置を測位するモジュールである。原理的には、３つのＧＰＳ衛星を捕捉していれば、三角測量による測位が可能となる。一方、ＧＰＳ衛星の捕捉数が多ければ、三角測量に適したＧＰＳ衛星の組み合わせの選択自由度が増える等により測位の精度が高くなる。このようにＧＰＳによる測位の精度は、同時に捕捉できたＧＰＳ衛星の数に依存し、同時に捕捉できた数が多いほど測位の精度が高くなる。
慣性航法の測位はＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）３６３が実行する。ＩＭＵ３６３は、方位を計測するジャイロと、加速度を計測する加速度センサと、を備えるユニットである。ＩＭＵ３６３は、加速度の二階積分により変位量を演算し、ジャイロで計測された方位に沿って変位量を積算することで基準位置に対する相対位置を推定する。例えばトンネル内などＧＰＳ衛星を捕捉できない場所では、ＧＰＳを利用して測位済みのトンネル手前の位置を基準位置としてＩＭＵ３６３が相対位置を推定する。そして、基準位置に相対位置を足し合わせることで自車位置の測位が可能になる。なお、慣性航法による測位には、誤差が累積するという特性がある。したがって、慣性航法による測位では、基準位置からの距離が大きくなるほど測位の誤差が大きくなり、基準位置からの距離が小さくなるほど測位の誤差が小さくなる。
センサユニット３１は、図５のごとく、車両３の底面に当たる車体フロア３０に取り付けられるユニットであり、磁気マーカ１０を検出する検出装置としての機能を有している。センサユニット３１は、例えばフロントバンパーの内側に配置される。本例の車両３の場合、路面１００Ｓを基準としたセンサユニット３１の取付け高さが２００ｍｍとなっている。なお、図５では、測位ユニット３６や、通信ユニット３４や、ナビゲーション装置３３等の図示を省略している。
センサユニット３１は、図４のごとく、車幅方向に沿って１０ｃｍ間隔で配列された１５個の磁気センサＣｎ（ｎは１〜１５の整数）と、図示しないＣＰＵ等を内蔵した検出処理回路３１０と、を備えている。センサユニット３１は、１５個の磁気センサＣｎのうちの中央の磁気センサＣ８が車幅方向の車両中心に位置するように車両３に取り付けられている。
磁気センサＣｎは、アモルファスワイヤなどの感磁体のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するという公知のＭＩ効果（Magnet Impedance Effect）を利用して磁気を検出するＭＩセンサである。磁気センサＣｎは、直交する２方向の磁気成分の大きさを検出可能に構成されている。センサユニット３１では、車両３の進行方向及び車幅方向の磁気成分を感知するように磁気センサＣｎが組み込まれている。
磁気センサＣｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ｍＴであって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２μＴという高感度を実現している。上記のように磁気マーカ１０は、センサユニット１１の取付け高さとして想定される範囲の上限である２５０ｍｍにおいて８μＴ程度の磁気を作用する。磁束分解能が０．０２μＴの磁気センサＣｎによれば、この８μＴ程度の磁気を確実性高く感知できる。本例の取付け高さ２００ｍｍのセンサユニット３１であれば、さらに余裕をもって磁気マーカ１０の磁気を検出できる。
例えば磁気センサＣｎが、進行方向に移動して磁気マーカ１０の真上を通過するとき、進行方向の磁気計測値は、図６のごとく磁気マーカ１０の前後で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の位置でゼロを交差するように変化する。車両３の走行中では、いずれかの磁気センサＣｎが検出する進行方向の磁気について、その正負が反転するゼロクロスＺｃが生じたときに磁気マーカ１０を検出したと判断できる。
また例えば、磁気センサＣｎと同じ仕様の磁気センサについて、磁気マーカ１０の真上を通過する車幅方向の仮想線に沿う移動を想定すると、車幅方向の磁気計測値は、磁気マーカ１０を挟んだ両側で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の位置でゼロを交差するように変化する。１５個の磁気センサＣｎを車幅方向に配列したセンサユニット３１の場合には、図７のごとく、磁気マーカ１０を介してどちらの側にあるかによって磁気センサＣｎが検出する車幅方向の磁気の正負が異なってくる。
センサユニット３１の各磁気センサＣｎの車幅方向の磁気計測値を例示する図７の分布に基づけば、車幅方向の磁気の正負が反転するゼロクロスＺｃを挟んで隣り合う２つの磁気センサＣｎの中間の位置、あるいは検出する車幅方向の磁気がゼロであって両外側の磁気センサＣｎの正負が反転している磁気センサＣｎの直下の位置が、磁気マーカ１０の車幅方向の位置となる。検出処理回路３１０は、センサユニット３１の中央の位置（磁気センサＣ８の位置）に対する磁気マーカ１０の車幅方向の位置の偏差を磁気マーカ１０の横ずれ量として計測する。例えば、図７の場合であれば、ゼロクロスＺｃの位置がＣ９とＣ１０との中間辺りのＣ９．５に相当する位置となっている。上記のように磁気センサＣ９とＣ１０の間隔は１０ｃｍであるから、磁気マーカ１０の横ずれ量は、車幅方向においてセンサユニット３１の中央に位置するＣ８を基準として（Ｃ９．５−Ｃ８）×１０ｃｍとなる。
センサユニット３１の検出処理回路３１０は、磁気マーカ１０の検出を判断する処理や、磁気マーカ１０に対する車幅方向の横ずれ量の計測処理など、各種の演算処理を実行する演算回路である。この検出処理回路３１０は、演算を実行するＣＰＵのほか、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子等を含んで構成されている。検出処理回路３１０は、各磁気センサＣｎが出力するセンサ信号を取得して各種の演算処理を実行し、磁気マーカ１０を検出した旨、及び中央の磁気センサＣ８に相対する磁気マーカ１０の横ずれ量、などのマーカ検出情報を生成する。このマーカ検出情報は制御ユニット３２に入力される。
制御ユニット３２は、各種の演算を実行するＣＰＵのほか、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子等が実装された電子基板（図示略）を備えるユニットである。制御ユニット３２は、ナビゲーション装置３３の演算ユニット３３５に対して随時、経路案内に必要な車両３の位置である自車位置の情報を入力する。
制御ユニット３２は、磁気マーカ１０が検出された旨のマーカ検出情報を取得したとき、磁気マーカ１０の位置を表す測位位置情報をサーバ装置２（図１）に送信する。測位位置情報を送信した車両３は、サーバ装置２から磁気マーカ１０の敷設位置情報の返信を受けることができる。なお、車両３が送信する測位位置情報には、測位時のＧＰＳ衛星の捕捉数や、慣性航法による測位における基準位置からの距離等、測位の精度を表す情報が対応付けされている。なお、この測位の精度を表す情報では、ＧＰＳによる測位の場合には基準位置からの距離がゼロとされ、慣性航法による測位の場合にはＧＰＳ衛星の捕捉数がゼロとされる。
（４）サーバ装置
サーバ装置２は、図１及び図８のごとく、インターネット１５などの公衆通信回線を介して車両３と通信可能である。サーバ装置２は、敷設位置情報を記憶しマーカＤＢとして機能する記憶装置２５（以下マーカＤＢ２５）と、車両３から測位位置情報を取得する取得部２１と、磁気マーカ１０の敷設位置情報を車両３に返信する配信部２２と、車両３から取得した測位位置情報が表す位置により敷設位置情報を補正する演算処理を実行する処理回路２０と、を備えている。磁気マーカ１０の施工の際には、敷設作業車両１８が生成した上記の磁気マーカ１０に関するデータベースがサーバ装置２に移載され、マーカＤＢ２５となる。マーカＤＢ２５に格納された各磁気マーカ１０の敷設位置情報は、その後のマーカシステム１の運用を通じて精度が高められる。
サーバ装置２は、図１及び図８のごとく、インターネット１５などの公衆通信回線を介して車両３と通信可能である。サーバ装置２は、敷設位置情報を記憶しマーカＤＢとして機能する記憶装置２５（以下マーカＤＢ２５）と、車両３から測位位置情報を取得する取得部２１と、磁気マーカ１０の敷設位置情報を車両３に返信する配信部２２と、車両３から取得した測位位置情報が表す位置により敷設位置情報を補正する演算処理を実行する処理回路２０と、を備えている。磁気マーカ１０の施工の際には、敷設作業車両１８が生成した上記の磁気マーカ１０に関するデータベースがサーバ装置２に移載され、マーカＤＢ２５となる。マーカＤＢ２５に格納された各磁気マーカ１０の敷設位置情報は、その後のマーカシステム１の運用を通じて精度が高められる。
処理回路２０は、車両３から取得した測位位置情報が表す位置を補正情報として利用して敷設位置情報を補正する演算処理の実行回路である。処理回路２０は、補正に利用した測位位置情報の取得数をカウントし、この取得数を利用して精度を表す情報を生成する。例えば、上記の取得数が１０００を超えるまでは、精度を表す情報として低精度という情報が生成され、１０００を超えたときに高精度という情報が生成される。
配信部２２は、測位位置情報の送信元の車両３に対して、磁気マーカ１０の敷設位置情報を返信するように構成されている。この敷設位置情報には、処理回路２０が生成する敷設位置情報の精度を表す上記の情報（高精度あるいは低精度）が対応付けられる。
（５）マーカシステムの運用
マーカシステム１のシステム動作は、車両３が磁気マーカ１０を検出した場合と、検出しない場合と、で異なっている。そこで、例えば磁気マーカ１０が敷設されていない道路（未敷設道路という。）を経由し、磁気マーカ１０が敷設された幹線道路（マーカ敷設道路という。）を経て目的地に至る経路を想定し、システム動作の内容を説明する。
マーカシステム１のシステム動作は、車両３が磁気マーカ１０を検出した場合と、検出しない場合と、で異なっている。そこで、例えば磁気マーカ１０が敷設されていない道路（未敷設道路という。）を経由し、磁気マーカ１０が敷設された幹線道路（マーカ敷設道路という。）を経て目的地に至る経路を想定し、システム動作の内容を説明する。
未敷設道路を車両３が走行しているときには、測位ユニット３６の測位による自車位置を利用して経路案内が実行される。なお、磁気マーカ１０の検出処理を実行するセンサユニット３１は、非検出の処理結果を繰り返し出力する。制御ユニット３２は、測位ユニット３６による測位位置を自車位置として随時、取り込み、ナビゲーション装置３３の演算ユニット３３５に入力する。演算ユニット３３５は、上記のように予め設定された経路における自車位置及び移動方向に応じて案内情報を生成し、例えば「次の交差点を右折です。」等の経路案内を音声等により出力する。
その後、マーカ敷設道路に車両３が進入して、図９のごとく、センサユニット３１が磁気マーカ１０を検出すると（Ｓ１０１）、前記磁気マーカ１０の横ずれ量を含む上記のマーカ検出情報が制御ユニット３２に入力される（Ｓ１０２→Ｓ２０１）。制御ユニット３２は、磁気マーカ１０の横ずれ量と、並行して動作する測位ユニット３６から取得した測位位置と（Ｓ３０１→Ｓ２０２）、に基づいて磁気マーカ１０の位置を演算する（Ｓ２０３）。具体的には、制御ユニット３２は、測位ユニット３６による測位位置（磁気センサＣ８の位置）を、センサユニット３１が計測した横ずれ量の分だけ車幅方向にずらして磁気マーカ１０の測位位置を演算する。
制御ユニット３２は、演算により求めた磁気マーカ１０の測位位置を表す測位位置情報をサーバ装置２に送信する（Ｓ２０４）。なお、この測位位置情報には、上記の通り、測位時のＧＰＳ衛星の捕捉数や、慣性航法による測位における基準位置からの距離等、測位の精度を表す情報が対応付けされている。
サーバ装置２は、車両３から測位位置情報を受信すると（Ｓ４０１）、この測位位置情報が表す位置に対して直近に位置する磁気マーカ１０を選択的に特定する（Ｓ４０２）。そして、サーバ装置２は、この磁気マーカ１０の敷設位置情報を車両３に返信する（Ｓ４０３）。さらにサーバ装置２は、敷設位置情報の精度を高めるための補正処理を実行する（Ｓ４０４）。
サーバ装置２は、補正処理を実行するに当たって、まず、上記のステップＳ４０１で受信した測位位置情報に対応付けられた精度を表す情報を参照する。この精度を表す情報は、上記の通り、ＧＰＳ測位時のＧＰＳ衛星の捕捉数、及び慣性航法による測位における基準位置からの距離である。サーバ装置２は、この捕捉数が４つ未満であって、かつ、基準位置からの距離が１００ｍ超であるとき、測位位置情報の精度が十分ではないと判断して補正処理を実行しない。
測位時のＧＰＳ衛星の捕捉数が４つ以上であるか、あるいは基準位置からの距離が１００ｍ以内のときには、サーバ装置２は、測位ユニット３６による測位精度が確保されていると判断し、敷設位置情報の補正処理を実行する。サーバ装置２は、図１０に例示する通り、敷設位置情報が表す位置（Ｘｔ、Ｙｔ）と、測位位置情報が表す位置（Ｘ１、Ｙ１）と、の偏差を補正情報として求める。そして、サーバ装置２は、下記の式に例示するように、補正情報であるこの偏差に例えば１／１００等の重み係数ｋを乗算して補正量を算出し、補正前の敷設位置情報が表す位置（Ｘｔ、Ｙｔ）に足し合わせて、補正後の補正位置情報に対応する新たな位置（Ｘｎ、Ｙｎ）を求めるという補正処理を実行する。
一方、サーバ装置２から敷設位置情報の返信を受ける車両３側では、制御ユニット３２が敷設位置情報を受信すると（Ｓ２０５）、この敷設位置情報に係る磁気マーカ１０を基準として自車位置を演算する（Ｓ２０６）。具体的には、敷設位置情報が表す磁気マーカ１０の敷設位置を基準として、センサユニット３１が計測した前記磁気マーカ１０の横ずれ量の分だけ車幅方向にずらした位置を演算し自車位置として特定する。
制御ユニット３２は、磁気マーカ１０の敷設位置情報を利用して特定した自車位置をナビゲーション装置３３の演算ユニット３３５に入力する。演算ユニット３３５は、予め設定された経路における自車位置及び移動方向に応じて案内情報を生成して音声等により出力する。
ここで、制御ユニット３２が演算ユニット３３５に入力する自車位置には、元になった敷設位置情報の精度の情報が対応付けされている。演算ユニット３３５は、自車位置に対応付けられた精度情報が低精度か高精度かに応じて経路案内の実行プログラムを切り換え、動作モードを異ならせる。
演算ユニット３３５は、自車位置に対応付けられた精度情報が低精度のときには上記の第１のプログラムを実行し、停止線の音声案内など距離精度を要する案内等を実施しない動作モードを設定する。この動作モードでは、例えば交差点まで十分な距離がある状態で「次の交差点を左折です。」等の案内音声が出力される。
一方、演算ユニット３３５は、自車位置に対応付けられた精度情報が高精度のときには上記の第２のプログラムを実行し、例えば停止線などの対象物までの距離を特定して各種の案内を実施する動作モードを設定する。この動作モードでは、例えば「停止線まであと１０ｍです。」等、交差点の停止線の位置などを１ｍ単位で音声案内等することでドライバーに注意を促す音声案内が実行される。
以上のように、本例のマーカシステム１の運用では、磁気マーカ１０を敷設した後、一般の車両３による磁気マーカ１０の利用を通じて磁気マーカ１０の敷設位置情報の精度を向上できる。磁気マーカ１０を検出した車両３側では、その磁気マーカ１０の位置を表す測位位置情報をサーバ装置２に送信（アップロード）することで、より高精度の敷設位置情報の返信を受けることができる。車両３側では、磁気マーカ１０の高精度の位置を取得することで、精度の高い運転支援制御が可能になる。
マーカシステム１では、一般の車両３側の利用を通じて敷設位置情報の精度を向上できるので、磁気マーカ１０を敷設する際に要求される位置的な精度が緩和されている。マーカシステム１では、磁気マーカ１０を敷設する際に高精度な測量を実施する必要がないため、効率良く敷設作業を実施できる。特に、既存の道路に後から磁気マーカ１０を敷設する場合には、通行止めにして敷設作業を実施する期間を短縮でき、磁気マーカ１０の施工に伴う社会的コストを低減できる。
本例のマーカシステム１は、サーバ装置２が磁気マーカ１０の敷設位置情報を車両３側に配信する構成を採用している。そのため、敷設位置情報を選択する処理を車両３側で実施する必要がなくなっており、車両３側の処理負荷を軽減できる。さらに、各磁気マーカ１０の敷設位置情報を車両３側で記憶する必要がなくなるため、車両３側のハードウェア構成を簡素にできる。さらに、サーバ装置２で記憶している最新の敷設位置情報を車両３側の制御に適用できる。
サーバ装置２のマーカＤＢ（記憶装置）２５では、磁気マーカ１０の敷設位置情報の精度を表す情報が該敷設位置情報に対応付けて記憶されている。サーバ装置２は、運転を支援する制御として２以上の複数種類の制御を実行可能な車両３が敷設位置情報の精度に応じて制御を切り換えできるように、敷設位置情報と共に該敷設位置情報の精度を表す情報を返信する。
このような構成を採用すれば、敷設位置情報の精度に応じて車両３側で制御を切り換えできる。これにより、敷設位置情報の精度不足によって車両３側の制御が実行できなくなったり、誤制御が発生する状況を未然に回避できる。例えば、敷設位置情報の精度が十分とは言えない段階においては、該敷設位置情報の高精度を要求しない制御に切り換えると良い。このような構成であれば、磁気マーカ１０の施工後、敷設位置情報の精度が十分に高くない段階から車両３による磁気マーカ１０の利用が可能になる。そして、車両側の磁気マーカ１０の利用を促すことで、敷設位置情報の精度を早期に向上できる。
一般の車両３による磁気マーカ１０の利用を通じて敷設位置情報の精度を向上させるという運用であれば、磁気マーカ１０の敷設位置を計測する計測車両を走行させる必要がない。磁気マーカ１０の施工後、早期に通常の運用に切り換えることができ、道路の通行止めの期間を短縮できる。
例えば磁気マーカ１０を敷設した直後では、例示した車両３とほぼ同じ仕様の計測車両を一般車両と混走させて磁気マーカ１０の位置を測位し、敷設位置情報の精度を向上する作業を実施することも良い。このような運用であれば、一般車両を通行止めにすることなく一般車両に混じって計測車両が走行することで、敷設位置情報の精度を向上できる。本例では、敷設作業車両１８が磁気マーカ１０の敷設位置のデータベースを生成する構成を例示したが、敷設作業車両１８のデータベース生成機能は必須の構成ではない。道路の通常の運用中に上記の計測車両を走行させることでマーカＤＢ２５の基礎となるデータベースを生成することも良い。
なお、本例では、車両３の運転を支援する制御として、経路案内を実行する制御を例示している。これに代えて、あるいは加えて、磁気マーカ１０が敷設された車線を車両３が走行する際の車線逸脱警報や、車線維持走行や、自動運転、などの運転支援制御であっても良い。例えば、車線維持走行であれば、敷設位置情報の精度が低いときには時速８０ｋｍまでの制御に限定する一方、精度が高いときには時速１２０ｋｍまで制御対象とするなど制御を切り換える構成を採用すると良い。さらに、例えば、敷設位置情報の精度に応じて、車線逸脱警報のみ利用可能、車線逸脱警報及び車線維持走行を利用可能、自動運転を含めて全て利用可能というように実行可能な制御の組み合わせの内容を切り換えることも良い。自動運転の場合には、例えば、低精度のときは走行車線の自動運転のみ、高精度のときには追越車線の走行や自動追い越しを含む自動運転が可能という制御を採用しても良い。
敷設位置情報の補正処理について、本例では測位位置情報の精度の高低に応じて補正を実施するか否かを切り換える構成を例示している。これに代えて、測位位置情報の位置的な精度を数値的に表し、その数値に応じた補正係数を採用することも良い。この場合には、精度を表す数値が小さい低精度のときには、補正係数が小さくなって敷設位置情報の補正度合いがゼロに近づく一方、精度を表す数値が大きい高精度のときには、補正係数が大きくなって補正の度合いが大きくなる。この場合には、精度に応じて補正が実施されるか否かといった切換ではなく、精度に応じて補正する度合いが連続的に変更されるという構成を実現できる。そして、測位の精度の低い測位位置情報による誤補正を未然に回避でき、敷設位置情報の補正処理の効果を一層高めることができる。
以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して上記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。
１ マーカシステム
１０ 磁気マーカ
１８ 敷設作業車両
２ サーバ装置
２０ 処理回路
２１ 取得部
２２ 配信部
２５ マーカデータベース、記憶装置
３ 車両
３１ センサユニット
３１０ 検出処理回路
３２ 制御ユニット
３３ ナビゲーション装置
３３５ 演算ユニット
３６ 測位ユニット
１０ 磁気マーカ
１８ 敷設作業車両
２ サーバ装置
２０ 処理回路
２１ 取得部
２２ 配信部
２５ マーカデータベース、記憶装置
３ 車両
３１ センサユニット
３１０ 検出処理回路
３２ 制御ユニット
３３ ナビゲーション装置
３３５ 演算ユニット
３６ 測位ユニット
Claims (7)
- 磁気マーカを利用して車両の運転を支援する制御を実現できるように該磁気マーカが敷設された位置を表す敷設位置情報を車両側に提供するマーカシステムの運用方法であって、
前記運転を支援する制御を実行する車両側で測位された前記磁気マーカの位置を補正情報として利用して該磁気マーカの敷設位置情報を補正するマーカシステムの運用方法。 - 請求項１において、車両側に前記敷設位置情報を提供する際、当該敷設位置情報の精度を表す情報を対応付けて提供するマーカシステムの運用方法。
- 請求項１または２において、前記車両の位置を測位した際の位置的な精度に応じて前記敷設位置情報を補正する度合いが異なるマーカシステムの運用方法。
- 磁気マーカを利用して車両の運転を支援する制御を実現できるように該磁気マーカが敷設された位置を表す敷設位置情報を車両側に提供するマーカシステムであって、
前記敷設位置情報を記憶する記憶装置と、
前記運転を支援する制御を実行する車両側で測位された位置を表す測位位置情報を取得し、該測位位置情報が表す位置を補正情報として利用して前記記憶装置が記憶する敷設位置情報を補正する演算処理を実行する処理回路と、を備えているマーカシステム。 - 請求項４において、前記処理回路は、前記測位位置情報の精度に応じて前記敷設位置情報を補正する度合いを変化させるマーカシステム。
- 請求項４または５において、前記記憶装置が記憶する敷設位置情報の中から前記測位位置情報が表す位置に対して直近の位置を表す敷設位置情報を選択して該測位位置情報の送信元の車両に対して該敷設位置情報を返信する配信部を備えているマーカシステム。
- 請求項６において、前記記憶装置は、前記敷設位置情報の精度を表す情報を該敷設位置情報に対応付けて記憶しており、
前記配信部は、前記運転を支援する制御として２以上の複数種類の制御を実行可能な車両に対して、前記敷設位置情報の精度に応じて制御を切り換えできるように前記敷設位置情報に対応付けて該敷設位置情報の精度を表す情報を返信するマーカシステム。
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