JP6729534B2 - 磁気マーカ及び磁気マーカ検出システム - Google Patents
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Description
磁気マーカの表面を基準高さとして、高さゼロmmの位置の磁束密度Gsに対する高さ250mmの位置の磁束密度Ghの比率である磁気到達率Gh/Gsが0.5%以上であると共に、
前記磁束密度Ghが0.5マイクロテスラ(5ミリガウス)以上であることを特徴とする磁気マーカにある。
前記磁気マーカが、前記第1の態様の磁気マーカである磁気マーカ検出システムにある。
本例は、車両用の道路の路面に敷設された磁気マーカ1と、車両の底面側に取り付けられた磁気センサ2と、の組み合わせによる車両用の磁気マーカ検出システム1Sに関する例である。この内容について、図1〜図6を参照して説明する。
図5のグラフは、直径20mm高さ50mmの円柱磁石を基準として体積一定のまま(体積=15.7cm3)、直径及び高さを変更したときの高さ250mmの位置の磁束密度Ghの変化を示すグラフである。同図は、横軸に磁石の直径を示し、高さ250mmの位置の磁束密度Ghを縦軸にとったグラフである。同図では、シミュレーション結果を○プロットで示すと共に、○プロットの添字で磁石の高さ(mm)を示している。なお、図5のシミュレーションは、残留磁束密度1.19テスラのネオジウム磁石の参考シミュレーションである。本例の磁気マーカ1を構成する等方性ラバーマグネットについても定性的な傾向が同様である旨、コンピュータシミュレーションや実証実験等により確認している。
(1)直径60〜80mmの範囲で材料のコスト効率が最も良くなると共に、直径80〜100mmの範囲であれば、材料のコスト効率を十分に高く維持できること。
(2)表面の磁束密度Gsに対する250mm高さの磁束密度Ghの割合である磁気到達率(Gh/Gs)が磁石(磁気マーカ)の直径が大きくなるほど向上すること。
路面への敷設方法については、接着材等を利用して接着して接合する方法のほか、釘のような形状の固定ピンを用いて固定する方法であっても良い。さらに、着磁前の磁性材料を路面の表面側に積層あるいは塗布しておき、所定範囲を着磁することで本例と同等の磁気マーカを形成することも良い。例えば磁性材料を含む塗料を塗布したラインを車線の中央に沿ってプリントした後、ラインの所定位置を着磁することも良い。
車両の左右方向に沿って複数の磁気センサを配設することも良い。各磁気センサが検出した磁気分布のピークを検出することで、磁気マーカの左右方向の相対位置を判断することも良い。
なお、本例では、コンピュータシミュレーションの結果を利用して磁気マーカの仕様を選択的に決定している。コンピュータシミュレーションを利用するに当たっては、一部のシミュレーション条件下の実証実験によりシミュレーション精度を予め確認している。また、磁気マーカ1については、コンピュータシミュレーションの結果に近い磁気特性が得られることを実証実験により確認している。
本例は、実施例1を基にして、磁石の直径と磁気到達率Gh/Gsとの関係を検討した例である。この内容について、図7〜図9を参照して説明する。
図7は、高さ250mmの位置で磁束密度Gh=8マイクロテスラの磁気を作用する磁石について、直径と表面の磁束密度Gsとの関係を示すシミュレーション結果である。同図の横軸は磁石の直径を示し、縦軸は表面の磁束密度Gsを示している。○プロットの添字は、磁束密度Gh=8マイクロテスラを実現する磁石の厚さ(高さ、mm)を示している。
図8は、磁石の直径と、磁気到達率Gh/Gsと、の関係を示すグラフである。同図のグラフは、図7のグラフを構成するシミュレーションデータを加工して表示形式を変更したグラフである。
一方、磁気マーカ1の直径を大きくし過ぎると、例えばマンホールの鉄製の蓋などの磁気源との区別が難しくなる。敷設する道路に存在する磁気発生源の種類や大きさや磁界強度等を考慮し、磁気マーカの大きさを選択的に設定するのが良い。
1S 磁気マーカ検出システム
11 磁石シート
12 樹脂モールド
2 磁気センサ
21 MI素子
211 アモルファスワイヤ(感磁体)
213 ピックアップコイル
5 車両
50 車体フロア(底面)
53 路面
Claims (8)
- 車両の底面側に取り付けられた磁気センサで検出できるように路面に敷設され、運転者の運転を支援するための車両側の運転支援制御を実現するための磁気マーカであって、
磁気マーカの表面を基準高さとして、高さゼロmmの位置の磁束密度Gsに対する高さ250mmの位置の磁束密度Ghの比率である磁気到達率Gh/Gsが0.5%以上であると共に、
前記磁束密度Ghが0.5マイクロテスラ(5ミリガウス)以上で磁気マーカの表面の磁束密度Gsが40ミリテスラ(400ガウス)以下であって、
直径80mm以上であることを特徴とする磁気マーカ。 - 請求項1において、前記磁束密度Ghが0.5マイクロテスラ以上10マイクロテスラ以下(5ミリガウス以上100ミリガウス以下)であることを特徴とする磁気マーカ。
- 請求項1または2において、直径が100mm以上であることを特徴とする磁気マーカ。
- 請求項1〜3のいずれか1項において、前記磁束密度Gsが2ミリテスラ以下であることを特徴とする磁気マーカ。
- 請求項1〜4のいずれか1項において、防水および耐磨耗効果を有するコーティングもしくは樹脂モールドを表面に施したことを特徴とする磁気マーカ。
- 請求項1〜5のいずれか1項において、厚さ5mm以内であって、凹状の収容穴を穿設することなく路面に敷設可能な磁気マーカ。
- 車両の底面側に取り付けた磁気センサにより、路面に敷設された磁気マーカが発生する磁気を検出することで、車両側の運転支援制御を実現するための磁気マーカ検出システムであって、
前記磁気マーカが、請求項1〜6のいずれか1項に記載された磁気マーカであることを特徴とする磁気マーカ検出システム。 - 請求項7において、前記磁気センサとして、マグネトインピーダンスセンサ、フラックスゲートセンサ、TMR型センサのうちの少なくとも1種類の磁気センサを用いることを特徴とする磁気マーカ検出システム。
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