JP6747182B2 - 車両用の姿勢検出システム - Google Patents
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Description
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも2箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、を備える。
前記横ずれ量の差分に対応する車両の旋回方向の角度を取得する姿勢角検出手段を備えると良い。
車両の前後方向の位置が異なる複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分は、車両姿勢を表す指標として取り扱い可能である。ただし、この横ずれ量の差分は、対応する横ずれ量計測手段の前後方向の距離の影響を受け、この距離が長くなれば値が大きくなる。これに対して、上記の旋回方向の角度は、2つの横ずれ量計測手段の前後方向の距離の長短に無関係な正規化された指標となっている。
走行路の経路方向に沿わない走行状況としては、車線変更等の状況を想定できる。このように走行路の経路方向に沿わず、車両の進路変更を伴う走行状況では、前記複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分(の絶対値)が、車両姿勢に関わらず大きくなる可能性がある。2つの磁気マーカについて同じ横ずれ量計測手段が計測した横ずれ量の差分について閾値判断を実施すれば、走行路の経路方向に沿う走行状況か否かを精度高く判別できる。走行路の経路方向に沿う走行状況のときに車両姿勢の検出を実行すれば、検出の精度を高く確保できる。
操舵輪が急激に操舵された走行状況では、前記複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分(の絶対値)が、車両姿勢に関わらず大きくなる可能性がある。そこで、単位時間当たりの操舵角の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すれば、検出の精度を確保し易くなる。
車両の進行方向が急激に変動するような走行状況では、前記複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分(の絶対値)が大きくなる可能性があり、この差分に基づく姿勢の検出が適切ではなくなる。そこで、単位時間当たりの車両の進行方向の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すると良い。
(実施例1)
本例は、路面に敷設された磁気マーカ10を利用して車両の姿勢(車両姿勢)を検出するための姿勢検出システム1に関する例である。この内容について、図1〜図15を用いて説明する。
センサユニット11は、図1及び図2のごとく、車両5の底面に当たる車体フロア50に取り付けられるユニットである。センサユニット11は、磁気マーカ10に対する車両5の横ずれ量を計測するための横ずれ量計測手段の一例をなしている。姿勢検出システム1では、車両5の前後方向における離隔して位置する2箇所にセンサユニット11が配置されている。なお、以下の説明では、車両の前後方向における前側のセンサユニット11と後ろ側のセンサユニット11との間隔をセンサスパンSとする。
各センサユニット11は、図2及び図3のごとく、車幅方向に沿って一直線上に配列された15個の磁気センサCnと、図示しないCPU等を内蔵した検出処理回路110と、を備えている。磁気センサCnは、0.1mの等間隔で15個配列され、両端の磁気センサの間隔が1.4mとなっている。
(a)期間設定手段:前側のセンサユニット11が磁気マーカ10を検出したとき、後ろ側のセンサユニット11が同じ磁気マーカ10を検出できる時点を予測し、その検出できる時点を含む時間的な期間を検出期間として設定する手段。
(b)横ずれ量差分手段:前側のセンサユニット11が計測した磁気マーカ10に対する横ずれ量と、後ろ側のセンサユニット11が計測した横ずれ量と、の差分を演算する手段。
(c)姿勢角検出手段:前側及び後ろ側のセンサユニット11の横ずれ量の差分から車両姿勢を検出する手段。検出する車両姿勢の内容については、後で詳しく説明する。
(1)マーカ検出処理
前側及び後ろ側のセンサユニット11は、制御ユニット12による制御により3kHzの周期でマーカ検出処理を実行する。センサユニット11は、マーカ検出処理の実行周期(p1〜p7)毎に、15個の磁気センサCnのセンサ信号が表す磁気計測値をサンプリングして車幅方向の磁気分布を得る(図5参照。)。この車幅方向の磁気分布のうちのピーク値は、同図のごとく、磁気マーカ10を通過するときに最大となる(図5中のp4の周期)。
姿勢検出システム1の全体動作について、主に制御ユニット12を主体として、図8のフロー図を用いて説明する。
制御ユニット12は、前側のセンサユニット11に上記のマーカ検出処理を実行させ(S101、第1の検出ステップ)、磁気マーカ10を検出するまで繰り返し実行させる(S102:NO)。制御ユニット12は、前側のセンサユニット11から磁気マーカ10を検出した旨の入力を受けたとき(S102:YES)、後ろ側のセンサユニット11にマーカ検出処理を実行させる時間的な期間である検出期間を設定する(S103、期間設定ステップ)。
制御ユニット12が実行する車両姿勢検出処理(図8中のステップS106)は、図10のごとく、前後のセンサユニット11が計測した横ずれ量の差分を演算するステップ(S201)と、進行方向に対する車体のずれを表す車体ずれ角を演算するステップ(S202)と、を含む処理である。
なお、本例では、フェライトプラスチックマグネットの磁気マーカを例示したが、フェライトラバーマグネットの磁気マーカであっても良い。
本例は、実施例1の姿勢検出システムに基づき、検出対象の走行状況を限定することで車両姿勢の検出精度の向上を図る例である。この内容について、図16及び図17を参照して説明する。
(1)走行路の経路方向に離隔して位置する2つの磁気マーカ10についていずれか一のセンサユニット11が計測した横ずれ量の差分が所定の閾値未満の場合。
この場合には、図16のように磁気マーカ10が経路方向に沿って敷設された走行路に沿って車両5が走行している状況と考えられる。一般的には、走行路における曲率が異なるカーブの接続区間は、曲率の変化が滑らかになるように設計されている。それ故、走行路に沿って車両5が安定して走行している状況であれば、前後のセンサユニット11がいずれか一の磁気マーカ10について計測する横ずれ量の差分等が過大になるおそれが少ない。上記の接続区間において、曲率の変化が非常に滑らかに設定された高速道路の場合であれば、このような傾向が特に顕著である。
単位時間当たりの操舵角の変化量、すなわち操舵角の変化速度が速く所定の閾値以上である場合には、車両5の進行方向が急激に変化する。このように車両5の進行方向が急激に変化する区間に磁気マーカ10が位置していれば、当然に、前後のセンサユニット11がいずれか一の磁気マーカ10について計測する横ずれ量の差分が大きくなる可能性がある。このような場合には、この横ずれ量の差分によって車両5の姿勢を精度高く検出できない可能性が高くなる。
単位時間当たりの車両5の進行方向の変化量、すなわち車両5の旋回方向の角度の変化速度が速く所定の閾値以上である場合には、上記の(2)の場合と同様、前後のセンサユニット11が計測する横ずれ量の差分によって車両5の姿勢を精度高く検出できない可能性が高くなる。なお、車両5の旋回方向の角度の変化速度は、例えばヨーレイトセンサによって計測しても良く、前方カメラが撮像した連続画像において遠景や構造物等が横に流れる速度の変化から計測しても良い。
その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
10 磁気マーカ
100 車線
100S 路面
11 センサユニット(横ずれ量計測手段)
110 検出処理回路
12 制御ユニット(期間設定手段、横ずれ量差分手段、姿勢角検出手段)
21 MI素子
5 車両
Claims (6)
- 磁気マーカが敷設された路面を走行中の車両の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システムであって、
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも2箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、を備え、
走行路の経路方向に離隔して位置する2つの磁気マーカについていずれか一の横ずれ量計測手段が計測した横ずれ量の差分が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。 - 請求項1において、単位時間当たりの車両の進行方向の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。
- 磁気マーカが敷設された路面を走行中の車両の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システムであって、
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも2箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、
車両が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段と、を備え、
単位時間当たりの操舵角の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。 - 磁気マーカが敷設された路面を走行中の車両の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システムであって、
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも2箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、を備え、
単位時間当たりの車両の進行方向の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。 - 磁気マーカが敷設された路面を走行中の車両の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システムであって、
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも2箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、
走行路の経路方向を表す経路データを取得する手段と、
車両が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段と、
経路データが表す経路方向と操舵角の計測値に対応する操舵方向との一致度を演算する手段と、を備え、
該一致度が所定の閾値以上のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項において、前記横ずれ量の差分に対応する車両の旋回方向の角度を取得する姿勢角検出手段を備える車両用の姿勢検出システム。
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