JP7698192B2 - Magnetic marker detection method and detection system - Google Patents

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Description

本発明は、車両の走路に配設された磁気マーカの検出方法及び検出システムに関する。 The present invention relates to a method and system for detecting magnetic markers installed on a vehicle path.

従来より、道路に配設された磁気マーカを車両制御に利用するための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を用いて、例えば車線に沿って配設された磁気マーカを検出できれば、自動操舵制御や車線逸脱警報や自動運転等、各種の運転支援を実現できる。 Magnetic marker detection systems for vehicles that use magnetic markers placed on roads for vehicle control have been known for some time (see, for example, Patent Document 1). If such a magnetic marker detection system could be used to detect magnetic markers placed along lanes, for example, it would be possible to realize various driving assistance functions, such as automatic steering control, lane departure warning, and automatic driving.

特開2005-202478号公報JP 2005-202478 A

しかしながら、上記従来の磁気マーカ検出システムでは、次のような問題がある。すなわち、磁気センサ等に作用する様々な外乱磁気に起因し、磁気マーカの検出確実性が損なわれるおそれがあるという問題がある。例えば併走する車両やすれ違う車両なども外乱磁気の発生源となり得る。 However, the above-mentioned conventional magnetic marker detection system has the following problem. That is, there is a problem that the reliability of detection of the magnetic marker may be compromised due to various disturbance magnetic fields acting on the magnetic sensor, etc. For example, vehicles running alongside each other or vehicles passing each other can also be sources of disturbance magnetic fields.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、検出確実性が高い磁気マーカの検出方法及び検出システムを提供しようとするものである。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems in the conventional technology, and aims to provide a method and system for detecting magnetic markers with high detection reliability.

本発明の一態様は、磁気センサを備える車両が走路を移動している最中に、走路に配設された磁気マーカを検出するための方法であって、
前記磁気センサは、少なくとも磁気の作用方向を特定可能な計測値を取得できるセンサであって、
該磁気センサによる計測値に処理を施して前記磁気マーカである可能性がある磁気発生源を検出する第1の処理と、
該第1の処理により検出された磁気発生源が属する所定の区間を車両が通過する際に前記磁気センサによって取得された計測値により特定される作用方向について、路面との交点を求める第2の処理と、
該第2の処理により求められた交点が散らばる合いに応じて、前記第1の処理により検出された磁気発生源が磁気マーカであるか否かを判定する第3の処理と、を実行する磁気マーカの検出方法にある。
One aspect of the present invention is a method for detecting a magnetic marker disposed on a road while a vehicle equipped with a magnetic sensor is moving on the road, the method comprising the steps of:
The magnetic sensor is a sensor capable of acquiring a measurement value capable of identifying at least a direction of magnetic action,
a first process for processing measurements by the magnetic sensor to detect a magnetic source that may be the magnetic marker;
a second process for determining an intersection point with a road surface in a direction of action specified by a measurement value acquired by the magnetic sensor when a vehicle passes through a predetermined section including the magnetic source detected by the first process;
The magnetic marker detection method includes a third process of determining whether or not the magnetic source detected by the first process is a magnetic marker depending on the distribution of the intersections obtained by the second process.

本発明の一態様は、磁気センサを備える車両が走路を移動している最中に、走路に配設された磁気マーカを検出するためのシステムであって、
前記磁気センサは、少なくとも磁気の作用方向を特定可能な計測値を取得できるセンサであって、
該磁気センサによる計測値に処理を施して前記磁気マーカである可能性がある磁気発生源を検出する第1の回路と、
該第1の回路により検出された磁気発生源が属する所定の区間を車両が通過する際に前記磁気センサによって取得された計測値により特定される前記作用方向について、走路の表面をなす路面との交点を求める第2の回路と、
該第2の回路により求められた交点が散らばる度合いに応じて、前記第1の処理により検出された磁気発生源が磁気マーカであるか否かを判定する第3の回路と、を含む磁気マーカの検出システムにある。
One aspect of the present invention is a system for detecting a magnetic marker disposed on a road while a vehicle equipped with a magnetic sensor is moving on the road, the system comprising:
The magnetic sensor is a sensor capable of acquiring a measurement value capable of identifying at least a direction of magnetic action,
a first circuit for processing measurements by the magnetic sensor to detect magnetic sources that may be the magnetic marker;
a second circuit that determines an intersection point between the action direction, which is specified by the measurement value acquired by the magnetic sensor when the vehicle passes through a predetermined section to which the magnetic source detected by the first circuit belongs, and a road surface that forms the surface of the road;
The magnetic marker detection system includes a third circuit that determines whether the magnetic source detected by the first processing is a magnetic marker based on the degree of dispersion of the intersections determined by the second circuit.

本発明は、磁気センサを備える車両が走行しながら、路面に配設された磁気マーカを確実性高く検出するための発明である。本発明では、磁気センサによる計測値に基づいて、まず、磁気マーカである可能性がある磁気発生源が検出される。そして、この磁気発生源に由来する磁気の作用方向について、路面との交点が求められる。本発明では、これら交点の散らばりの度合いに応じて、上記のように検出された磁気発生源が磁気マーカであるか否かが判断される。 The present invention is an invention for detecting magnetic markers placed on the road surface with high reliability while a vehicle equipped with a magnetic sensor is traveling. In this invention, a magnetic source that may be a magnetic marker is first detected based on the measurement value by the magnetic sensor. Then, the intersection point with the road surface is obtained for the direction of magnetic action originating from this magnetic source. In this invention, depending on the degree of dispersion of these intersection points, it is determined whether the magnetic source detected as described above is a magnetic marker or not.

本発明によれば、磁気発生源から磁気センサに作用する磁気の作用方向と路面との間の交点が散らばる度合いに着目することで、磁気マーカ以外の磁気発生源を誤検出するおそれを少なくでき、磁気マーカを確実性高く検出できる。 According to the present invention, by focusing on the degree of dispersion of the intersection points between the direction of magnetic field acting on the magnetic sensor from the magnetic source and the road surface, it is possible to reduce the risk of erroneous detection of magnetic sources other than magnetic markers, and to detect magnetic markers with high reliability.

車両が磁気マーカを検出する様子を示す正面図。FIG. 4 is a front view showing a state in which a vehicle detects a magnetic marker. 磁気マーカが配設された車線を走行する車両を示す上面図。FIG. 2 is a top view showing a vehicle traveling on a lane on which magnetic markers are provided. 磁気マーカの斜視図。FIG. マーカ検出システムの構成図。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a marker detection system. 磁気発生源を検出する処理の流れを示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing a process for detecting a magnetic source. 磁気マーカの真上をセンサアレイが通過する際の各磁気センサによる進行方向の磁気計測値の総和である磁気合計値の時間的変化を示すグラフ。13 is a graph showing the change over time in the magnetic total value, which is the sum of the magnetic measurement values in the direction of travel by each magnetic sensor when the sensor array passes directly above the magnetic marker. 磁気マーカに対する車両の横ずれ量を計測する処理の流れを示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing a process for measuring the amount of lateral deviation of a vehicle relative to a magnetic marker. 磁気マーカの真上にセンサアレイが位置するときの各磁気センサによる鉛直方向の磁気計測値の分布を例示するグラフ。13 is a graph illustrating the distribution of magnetic measurement values in the vertical direction by each magnetic sensor when the sensor array is positioned directly above a magnetic marker. 磁気マーカの真上にセンサアレイが位置するときの車幅方向の磁気勾配の車幅方向における分布を例示するグラフ。13 is a graph illustrating the distribution of the transverse magnetic gradient in the vehicle width direction when the sensor array is located directly above the magnetic marker. 磁気センサに対する磁気の作用方向を表す磁気ベクトルと路面との交点を求めるための処理の流れを示すフロー図。5 is a flowchart showing a process for determining an intersection point between a magnetic vector representing the direction of magnetic action on a magnetic sensor and a road surface. 磁気の作用方向を表す磁気ベクトルと路面との交点の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the intersection of a magnetic vector, which represents the direction of magnetic action, with the road surface. 磁気発生源が磁気マーカであるか否かを判断する処理の流れを示すフロー図。FIG. 11 is a flow diagram showing the process of determining whether a magnetic source is a magnetic marker. 磁気マーカが磁気センサに作用する磁気の作用方向を表す磁気ベクトルと路面との交点について、進行方向における散らばりの様子を示す説明図。1 is an explanatory diagram showing how the intersections of a magnetic vector, which represents the direction of magnetic action of a magnetic marker on a magnetic sensor, and the road surface are dispersed in the direction of travel. 磁気マーカよりもサイズ的に大きい磁気発生源が磁気センサに作用する磁気の作用方向を表す磁気ベクトルと路面との交点について、進行方向における散らばりの様子を示す説明図。An explanatory diagram showing how a magnetic vector, which represents the direction of magnetic action exerted on a magnetic sensor by a magnetic source larger than a magnetic marker, intersects with the road surface in the direction of travel.

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、道路に配設された磁気マーカ10を検出するための検出方法及び検出システム1に関する例である。この内容について、図1~図14を用いて説明する。
The embodiment of the present invention will be specifically described using the following examples.
Example 1
This example relates to a detection method and detection system 1 for detecting a magnetic marker 10 placed on a road. The contents of this example will be described with reference to FIGS.

本例は、図1及び図2のごとく、車線維持走行を可能にする運転支援システム5Sに組合せ可能な磁気マーカ10の検出システム1に関する例である。運転支援システム5Sは、操舵輪を操舵するための図示しないステアリングアクチュエータや、エンジン出力を調節するスロットルアクチュエータ、などを制御する車両ECU50を含んで構成されている。車両ECU50は、例えば、磁気マーカ10に対する横ずれ量をゼロに近づけるように車両5を制御し、車線維持走行を実現する。 This example is an example of a detection system 1 for a magnetic marker 10 that can be combined with a driving assistance system 5S that enables lane-keeping driving, as shown in Figures 1 and 2. The driving assistance system 5S includes a vehicle ECU 50 that controls a steering actuator (not shown) for steering the steering wheels, a throttle actuator for adjusting engine output, and the like. The vehicle ECU 50 controls the vehicle 5, for example, to bring the amount of lateral deviation from the magnetic marker 10 closer to zero, thereby realizing lane-keeping driving.

本例の検出システム1は、一直線上に磁気センサCnが配列されたセンサアレイ11を用いて磁気マーカ10を検出するシステムである。この検出システム1は、各磁気センサCnの磁気計測値に処理を施して磁気マーカ10を検出する検出ユニット12を備えている。以下、磁気マーカ10を概説した後、検出システム1を構成するセンサアレイ11及び検出ユニット12について説明する。 The detection system 1 in this example is a system that detects a magnetic marker 10 using a sensor array 11 in which magnetic sensors Cn are arranged in a straight line. This detection system 1 is equipped with a detection unit 12 that detects the magnetic marker 10 by processing the magnetic measurement values of each magnetic sensor Cn. Below, we will provide an overview of the magnetic marker 10, and then explain the sensor array 11 and detection unit 12 that make up the detection system 1.

(磁気マーカ)
磁気マーカ10(図1~図3)は、車両5の走路をなす車線100の中央に沿って例えば2m毎に配設される道路用のマーカである。この磁気マーカ10は、直径20mm、高さ28mmの柱状をなし、路面100Sに設けた孔への収容が可能である。磁気マーカ10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フェライトプラスチックマグネットである。なお、フェライトプラスチックマグネットそのものである磁気マーカ10の表面の全部または一部に、例えば樹脂モールド層を設けることも良い。
(Magnetic marker)
The magnetic marker 10 (FIGS. 1 to 3) is a road marker that is placed, for example, every 2 m along the center of the lane 100 that forms the path of the vehicle 5. The magnetic marker 10 is columnar, with a diameter of 20 mm and a height of 28 mm, and can be placed in a hole provided in the road surface 100S. The magnetic marker 10 is a ferrite plastic magnet in which magnetic powder of iron oxide, a magnetic material, is dispersed in a polymeric material that is a base material. It is also possible to provide, for example, a resin molded layer on all or part of the surface of the magnetic marker 10, which is the ferrite plastic magnet itself.

磁気マーカ10をなすフェライトプラスチックマグネットの最大エネルギー積(BHmax)は、6.4kJ/立方メートルである。そして、磁気マーカ10の端面の磁束密度は45mT(ミリテスラ)である。ここで、磁気マーカ10を利用する車両5としては、乗用車やトラックなどの様々な車種が考えられる。磁気センサCn(センサアレイ11)の取付高さは車種毎の地上高に依存しており、90~250mmの範囲が想定される。磁気マーカ10は、磁気センサCnの取付け高さとして想定される範囲の上限に当たる高さ250mmの位置に、8μTの磁束密度の磁気を作用できる。 The maximum energy product (BHmax) of the ferrite plastic magnet that constitutes the magnetic marker 10 is 6.4 kJ/cubic meter. The magnetic flux density at the end face of the magnetic marker 10 is 45 mT (millitesla). Here, various types of vehicles, such as passenger cars and trucks, can be considered as vehicles 5 that use the magnetic marker 10. The mounting height of the magnetic sensor Cn (sensor array 11) depends on the ground clearance of each vehicle type, and is expected to be in the range of 90 to 250 mm. The magnetic marker 10 can apply a magnetic field with a magnetic flux density of 8 μT at a height of 250 mm, which is the upper limit of the range of expected mounting heights for the magnetic sensor Cn.

(センサアレイ)
センサアレイ11は、図1、図2及び図4のごとく、15個の磁気センサC1~C15が一直線上に配列された棒状のユニットである。15個の磁気センサC1~C15の間隔は、10cmの等間隔となっている。センサアレイ11は、車幅方向に沿う姿勢で、例えば車両5のフロントバンパーの内側に取り付けられる。センサアレイ11は、15個の磁気センサCn(nは1~15の整数。)と、図示しないCPU等を内蔵した信号処理回路110と、の組合せを含んで構成されている(図4)。
(Sensor Array)
1, 2 and 4, the sensor array 11 is a rod-shaped unit in which 15 magnetic sensors C1 to C15 are arranged in a straight line. The 15 magnetic sensors C1 to C15 are spaced at equal intervals of 10 cm. The sensor array 11 is attached, for example, to the inside of the front bumper of the vehicle 5, in an orientation along the vehicle width direction. The sensor array 11 includes a combination of 15 magnetic sensors Cn (n is an integer from 1 to 15) and a signal processing circuit 110 incorporating a CPU and the like (not shown) (FIG. 4).

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(Magneto Impedance Effect)を利用して磁気を検知するセンサである。磁気センサCnは、直線状のアモルファスワイヤなどの感磁体に沿って作用する磁気成分を検出し、その磁気成分の大きさを表すセンサ信号を出力する。磁気センサCnには、2本の直線状の感磁体が互いに直交するように組み込まれている。磁気センサCnは、各感磁体に沿う2方向の磁気成分をそれぞれ検出可能である。 The magnetic sensor Cn is a sensor that detects magnetism by utilizing the well-known MI effect (Magneto Impedance Effect), in which the impedance of a magnetically sensitive body such as an amorphous wire changes sensitively in response to an external magnetic field. The magnetic sensor Cn detects magnetic components acting along a magnetically sensitive body such as a linear amorphous wire, and outputs a sensor signal that represents the magnitude of the magnetic component. Two linear magnetically sensitive bodies are incorporated in the magnetic sensor Cn so that they are perpendicular to each other. The magnetic sensor Cn can detect magnetic components in two directions along each magnetically sensitive body.

磁気センサCnは、磁束密度の測定レンジが±0.6ミリテスラであって、測定レンジ内の磁束分解能が0.02マイクロテスラという高感度のセンサである。上記のごとく、磁気マーカ10は、磁気センサCnの取付け高さとして想定する範囲90~250mmにおいて8μT以上の磁束密度の磁気を作用できる。磁束密度8μT以上の磁気を作用する磁気マーカ10であれば、磁束分解能が0.02μTの磁気センサCnを用いて確実性高く検出可能である。 The magnetic sensor Cn is a highly sensitive sensor with a magnetic flux density measurement range of ±0.6 millitesla and a magnetic flux resolution of 0.02 microtesla within the measurement range. As described above, the magnetic marker 10 can exert a magnetic flux density of 8 μT or more in the range of 90 to 250 mm, which is the assumed mounting height of the magnetic sensor Cn. A magnetic marker 10 that exerts a magnetic flux density of 8 μT or more can be detected with high reliability using the magnetic sensor Cn, which has a magnetic flux resolution of 0.02 μT.

なお、本例のセンサアレイ11では、直線状の2本の感磁体(アモルファスワイヤ)の軸方向がそれぞれ一致するよう、各磁気センサCnが組み込まれている。そして、センサアレイ11は、各磁気センサCnが進行方向および鉛直方向に作用する磁気成分を検出できるよう、車両5に取り付けられている。 In the sensor array 11 of this example, each magnetic sensor Cn is assembled so that the axial directions of the two linear magnetic sensors (amorphous wires) are aligned. The sensor array 11 is attached to the vehicle 5 so that each magnetic sensor Cn can detect magnetic components acting in the direction of travel and in the vertical direction.

信号処理回路110(図4)は、各磁気センサCnのセンサ信号に対して、ノイズ除去や増幅などの信号処理を施す回路である。信号処理回路110は、車両5が所定量(例えば5cm)進む毎に各磁気センサCnのセンサ信号を取り込み、磁気計測値に変換してセンサアレイ11の出力信号として外部出力する。センサアレイ11の出力信号は、磁気計測値(進行方向の磁気計測値及び鉛直方向の磁気計測値)を表す磁気センサCn毎の15チャンネルの信号である。 The signal processing circuit 110 (Figure 4) is a circuit that performs signal processing such as noise removal and amplification on the sensor signal of each magnetic sensor Cn. The signal processing circuit 110 captures the sensor signal of each magnetic sensor Cn every time the vehicle 5 moves a predetermined distance (e.g., 5 cm), converts it into a magnetic measurement value, and outputs it to the outside as an output signal of the sensor array 11. The output signal of the sensor array 11 is a 15-channel signal for each magnetic sensor Cn that represents the magnetic measurement value (magnetic measurement value in the traveling direction and magnetic measurement value in the vertical direction).

(検出ユニット)
検出ユニット12(図4)は、磁気マーカ10を検出するための演算処理を実行する回路である。検出ユニット12は、各種の演算を実行するCPU(central processing unit)、ROM(read only memory)やRAM(random access memory)などのメモリ素子など、が実装された回路基板(図示略)を有している。
(Detection unit)
The detection unit 12 (FIG. 4) is a circuit that executes calculation processing to detect the magnetic marker 10. The detection unit 12 has a circuit board (not shown) on which a CPU (central processing unit) that executes various calculations, memory elements such as a ROM (read only memory) and a RAM (random access memory), and the like are mounted.

RAMの記憶領域には、磁気センサCn毎の時系列の磁気計測値を記憶するためのワークエリアが設けられている。検出ユニット12は、このワークエリアを利用して、車両5の過去の所定距離(例えば10m)の移動期間に亘る時系列の磁気計測値を記憶している。時系列の磁気計測値は、進行方向の磁気計測値と鉛直方向の磁気計測値との組合せである。 The RAM memory area is provided with a work area for storing the time series of magnetic measurement values for each magnetic sensor Cn. The detection unit 12 uses this work area to store the time series of magnetic measurement values over a period of time during which the vehicle 5 moved a predetermined distance in the past (e.g., 10 m). The time series of magnetic measurement values is a combination of magnetic measurement values in the traveling direction and magnetic measurement values in the vertical direction.

検出ユニット12には、車両5が備える車速センサ(図示略)の信号線が接続されている。車速センサは、車輪が所定量回転する毎にパルス信号を出力するセンサである。所定量としては、例えば、1度、10度、30度などの所定の角度や、1cm、5cm、10cmなどの所定の距離等がある。本例の検出ユニット12は、車両5が5cm進む毎に磁気計測値を取得できるよう、センサアレイ11を制御する。なお、例えば3kHzの周波数で、磁気計測値を取得できるようにセンサアレイ11を制御することも良い。 The detection unit 12 is connected to a signal line of a vehicle speed sensor (not shown) equipped on the vehicle 5. The vehicle speed sensor is a sensor that outputs a pulse signal every time the wheel rotates a predetermined amount. The predetermined amount can be, for example, a predetermined angle such as 1 degree, 10 degrees, or 30 degrees, or a predetermined distance such as 1 cm, 5 cm, or 10 cm. The detection unit 12 in this example controls the sensor array 11 so that magnetic measurement values can be obtained every time the vehicle 5 moves 5 cm. It is also possible to control the sensor array 11 so that magnetic measurement values can be obtained at a frequency of, for example, 3 kHz.

検出ユニット12は、上記のRAMのワークエリアにて記憶された磁気センサCn毎の磁気計測値を読み出し、磁気マーカ10を検出するための処理を実行する。検出ユニット12は、車両5が5cm進む毎(移動する毎)に処理を実行し、磁気マーカ10の検出結果を車両ECU50に入力する。磁気マーカ10の検出結果には、磁気マーカ10を検出したか否かの情報が含まれているほか、磁気マーカ10が検出された場合には、その磁気マーカ10に対する横ずれ量が含まれる。 The detection unit 12 reads out the magnetic measurement values for each magnetic sensor Cn stored in the work area of the RAM, and executes processing to detect the magnetic marker 10. The detection unit 12 executes processing every time the vehicle 5 advances (moves) 5 cm, and inputs the detection result of the magnetic marker 10 to the vehicle ECU 50. The detection result of the magnetic marker 10 includes information on whether or not the magnetic marker 10 has been detected, and, if the magnetic marker 10 has been detected, includes the amount of lateral deviation relative to the magnetic marker 10.

検出ユニット12は、以下の各回路(手段)としての機能を備えている。
(a)磁気発生源検出回路121:磁気センサによる磁気計測値に処理を施して磁気マーカ10である可能性がある磁気発生源を検出する回路(第1の回路、第1の処理)。
(b)横ずれ量計測回路123:磁気発生源に対する車両5の横偏差である横ずれ量を計測する回路。
(c)交点特定回路125:磁気発生源が属する所定の区間を車両が通過する際、磁気センサによって取得された磁気計測値により特定される磁気ベクトルについて、路面100Sとの交点を求める回路(第2の回路、第2の処理)。
(d)判定回路127:交点特定回路125により求められた交点が散らばる度合いに応じて、検出された磁気発生源が磁気マーカ10であるか否かを判定する回路(第3の回路、第3の処理)。判定回路127は、交点が散らばる度合いを表す指標値である分散に閾値処理を施して磁気マーカ10であるか否かを判定する。
The detection unit 12 has the functions of the following circuits (means).
(a) Magnetic source detection circuit 121: A circuit that processes magnetic measurement values obtained by a magnetic sensor to detect a magnetic source that may be a magnetic marker 10 (first circuit, first processing).
(b) Lateral deviation amount measuring circuit 123: A circuit for measuring the lateral deviation amount, which is the lateral deviation of the vehicle 5 with respect to the magnetic source.
(c) Intersection identification circuit 125: A circuit (second circuit, second processing) that determines the intersection between the magnetic vector identified by the magnetic measurement value obtained by the magnetic sensor and the road surface 100S when the vehicle passes through a specified section to which the magnetic source belongs.
(d) Judgment circuit 127: A circuit (third circuit, third processing) that judges whether or not the detected magnetic source is a magnetic marker 10 based on the degree of dispersion of the intersections determined by the intersection identification circuit 125. The judgment circuit 127 applies threshold processing to the variance, which is an index value representing the degree of dispersion of the intersections, to judge whether or not it is a magnetic marker 10.

以上のように構成された検出システム1が実行する処理の流れについて、図5、図7、図10、図12のフロー図を参照して説明する。図5は、磁気発生源検出回路121としての検出ユニット12が、磁気発生源を検出する処理のフロー図である。図6は、図5の説明における参照図である。図7は、横ずれ量計測回路123としての検出ユニット12が、磁気発生源に対する車両5の横ずれ量を計測する処理のフロー図である。図8及び図9は、図7の説明における参照図である。図10は、交点特定回路125としての検出ユニット12が、磁気センサに作用する磁気ベクトルと路面100Sとの交点を求める処理のフロー図である。図11は、図10の説明における参照図である。図12は、判定回路127としての検出ユニット12が、検出された磁気発生源が磁気マーカ10であるか否かを判定する処理のフロー図である。図13及び図14は、図12の説明における参照図である。以下、検出ユニット12の動作を主体として、検出システム1による各処理の内容を説明する。 The flow of the process executed by the detection system 1 configured as above will be described with reference to the flow diagrams of FIG. 5, FIG. 7, FIG. 10, and FIG. 12. FIG. 5 is a flow diagram of the process in which the detection unit 12 as the magnetic source detection circuit 121 detects a magnetic source. FIG. 6 is a reference diagram in the description of FIG. 5. FIG. 7 is a flow diagram of the process in which the detection unit 12 as the lateral deviation amount measurement circuit 123 measures the lateral deviation amount of the vehicle 5 relative to the magnetic source. FIG. 8 and FIG. 9 are reference diagrams in the description of FIG. 7. FIG. 10 is a flow diagram of the process in which the detection unit 12 as the intersection identification circuit 125 determines the intersection between the magnetic vector acting on the magnetic sensor and the road surface 100S. FIG. 11 is a reference diagram in the description of FIG. 10. FIG. 12 is a flow diagram of the process in which the detection unit 12 as the determination circuit 127 determines whether the detected magnetic source is a magnetic marker 10 or not. FIG. 13 and FIG. 14 are reference diagrams in the description of FIG. 12. Below, we will explain the details of each process performed by the detection system 1, focusing mainly on the operation of the detection unit 12.

磁気発生源検出回路121としての検出ユニット12は、車両5が5cm進む毎に、センサアレイ11の各磁気センサCnの磁気計測値を取り込む(図5中のステップS101)。なお、検出ユニット12は、車速センサによるパルス信号の取込に応じて車両5が5cm進んだことを検知し、データ要求信号をセンサアレイ11に入力する。上記のごとく検出ユニット12がセンサアレイ11から取得するデータは、各磁気センサCnによる進行方向の磁気計測値及び鉛直方向の磁気計測値である。 The detection unit 12, which serves as the magnetic source detection circuit 121, captures the magnetic measurement values of each magnetic sensor Cn of the sensor array 11 every time the vehicle 5 moves 5 cm (step S101 in FIG. 5). The detection unit 12 detects that the vehicle 5 has moved 5 cm in response to the capture of a pulse signal by the vehicle speed sensor, and inputs a data request signal to the sensor array 11. As described above, the data that the detection unit 12 acquires from the sensor array 11 are the magnetic measurement values in the traveling direction and the magnetic measurement values in the vertical direction by each magnetic sensor Cn.

検出ユニット12は、センサアレイ11から取得した各磁気センサCnの磁気計測値(進行方向及び鉛直方向)をワークエリア(RAMの記憶領域)に随時、書き込む。このとき、最新の磁気計測値が新たに記憶される一方、最古の磁気計測値が消去される。これにより、各磁気センサCnについて、過去の所定期間(本例では10mの移動距離に対応する移動期間)に亘る時系列の磁気計測値(進行方向及び鉛直方向)がワークエリアにて記憶され保持される(S102)。 The detection unit 12 writes the magnetic measurement values (travel direction and vertical direction) of each magnetic sensor Cn obtained from the sensor array 11 to a work area (storage area of RAM) as needed. At this time, the latest magnetic measurement value is newly stored, while the oldest magnetic measurement value is erased. As a result, for each magnetic sensor Cn, the time series magnetic measurement values (travel direction and vertical direction) over a predetermined period of time in the past (a movement period corresponding to a movement distance of 10 m in this example) are stored and held in the work area (S102).

検出ユニット12は、車両5が磁気マーカ10を通過する際の各磁気センサCnによる時系列の進行方向の磁気計測値について、各時点の磁気計測値の総和である磁気合計値を求める(S103)。車両5が磁気マーカ10を通過する際、この磁気合計値は、図6に例示するように時間的に変化する。図6の横軸は、進行方向に当たる時間方向を示し、縦軸は、磁気合計値の大きさを示している。 The detection unit 12 calculates a magnetic total value, which is the sum of the magnetic measurement values at each point in time for the time series of magnetic measurement values in the traveling direction by each magnetic sensor Cn when the vehicle 5 passes through the magnetic marker 10 (S103). When the vehicle 5 passes through the magnetic marker 10, this magnetic total value changes over time as shown in FIG. 6. The horizontal axis of FIG. 6 indicates the time direction corresponding to the traveling direction, and the vertical axis indicates the magnitude of the magnetic total value.

各時点の進行方向の磁気計測値の総和である磁気合計値は、図6のごとく、磁気マーカ10に接近するに従って、すなわち時間が進むに従って次第に大きくなり、磁気マーカ10の手前の位置で正側のピークとなる。さらに磁気マーカ10に近づくと、この磁気合計値は次第に小さくなり、磁気マーカ10の真上に磁気センサCnが位置するときにゼロとなり磁気の作用方向が反転する。そして、磁気合計値は、磁気センサCnが磁気マーカ10から離れるに従って、すなわち磁気マーカ10を通過してから時間が進むに従って負側に次第に大きくなり、負側のピークを迎える。さらに、磁気マーカ10から離れると、この磁気合計値は、その絶対値が次第に小さくなりゼロに近づく。つまり、各時点の進行方向の磁気計測値の総和である磁気合計値は、図6のように、正負の2つの山が磁気マーカ10を挟んで隣り合うような曲線を呈する。この曲線は、磁気マーカ10の真上に当たる位置において急な傾きでゼロを交差するゼロクロスZcを含んでいる。 The magnetic total value, which is the sum of the magnetic measurement values in the direction of travel at each time point, gradually increases as the magnetic marker 10 is approached, i.e., as time progresses, as shown in FIG. 6, and reaches a positive peak just before the magnetic marker 10. As the magnetic sensor Cn approaches the magnetic marker 10, the magnetic total value gradually decreases, and when the magnetic sensor Cn is located directly above the magnetic marker 10, the magnetic action direction is reversed. As the magnetic sensor Cn moves away from the magnetic marker 10, i.e., as time progresses after passing the magnetic marker 10, the magnetic total value gradually increases to the negative side, reaching a negative peak. As the magnetic sensor Cn moves away from the magnetic marker 10, the absolute value of the magnetic total value gradually decreases and approaches zero. In other words, the magnetic total value, which is the sum of the magnetic measurement values in the direction of travel at each time point, exhibits a curve with two positive and negative peaks adjacent to each other across the magnetic marker 10, as shown in FIG. 6. This curve includes a zero cross Zc that crosses zero with a steep slope at a position directly above the magnetic marker 10.

検出ユニット12は、例えば図6の磁気合計値の時間的変化について、ゼロクロスZcを検出できたか否かを判断する(S104)。ゼロクロスZcを検出できたとき(S104:YES)、検出ユニット12は、磁気発生源を検出したと判断する(S105)。 The detection unit 12 determines whether or not a zero cross Zc has been detected for the time change of the magnetic sum value in FIG. 6, for example (S104). When the zero cross Zc has been detected (S104: YES), the detection unit 12 determines that a magnetic source has been detected (S105).

横ずれ量計測回路123としての検出ユニット12は、磁気発生源が検出されたとき(図5中のステップS105)、磁気発生源に対する車両5の横ずれ量を計測するための図7の処理を実行する。検出ユニット12は、まず、センサアレイ11が磁気発生源の真上(図6中のゼロクロスZcに当たる位置)に位置するときの各磁気センサCnの鉛直方向の磁気計測値を、RAMのワークエリアから読み出す(S201)。 When a magnetic source is detected (step S105 in FIG. 5), the detection unit 12, which serves as the lateral deviation measurement circuit 123, executes the process shown in FIG. 7 to measure the lateral deviation of the vehicle 5 relative to the magnetic source. The detection unit 12 first reads out from the work area of the RAM the magnetic measurement values in the vertical direction of each magnetic sensor Cn when the sensor array 11 is located directly above the magnetic source (the position corresponding to the zero cross Zc in FIG. 6) (S201).

センサアレイ11が磁気発生源の真上に位置するとき、各磁気センサCnの鉛直方向の磁気計測値の分布は、例えば図8に示す分布になる。図8の横軸は、車幅方向を示し、縦軸は、磁気計測値の大きさを示している。横軸の1~15の目盛は、磁気センサC1~C15の位置を示している。なお、同図は、磁気発生源が磁気マーカ10である場合の例示である。 When the sensor array 11 is located directly above the magnetic source, the distribution of the magnetic measurement values in the vertical direction of each magnetic sensor Cn is, for example, as shown in Figure 8. The horizontal axis of Figure 8 indicates the vehicle width direction, and the vertical axis indicates the magnitude of the magnetic measurement value. The scale of 1 to 15 on the horizontal axis indicates the positions of the magnetic sensors C1 to C15. Note that this figure is an example in which the magnetic source is a magnetic marker 10.

磁気発生源が磁気マーカ10である場合、各磁気センサCnの磁気計測値は、図8中の破線で示す正規分布に近い曲線に沿うように分布する。破線で示す曲線のピークは、磁気マーカ10の位置に対応して現れる。同図の例では、磁気発生源である磁気マーカ10が、磁気センサC9と磁気センサC10の中間辺りに位置する場合の例示である。なお、図8に対応する後出の図9も、磁気発生源が磁気マーカ10である場合の例示である。 When the magnetic source is a magnetic marker 10, the magnetic measurement values of each magnetic sensor Cn are distributed along a curve close to a normal distribution shown by the dashed line in Figure 8. The peak of the dashed curve appears corresponding to the position of the magnetic marker 10. The example in the figure is an example of a case where the magnetic marker 10, which is the magnetic source, is located approximately halfway between magnetic sensors C9 and C10. Note that Figure 9, which corresponds to Figure 8 and will be described later, is also an example of a case where the magnetic source is a magnetic marker 10.

検出ユニット12は、図8の磁気計測値の分布について、隣り合う磁気センサの磁気計測値の差分(磁気差分値)を取得することで、例えば図9の車幅方向の磁気勾配の分布を生成する(S202)。図9の横軸は、車幅方向の位置を示し、縦軸は、車幅方向の磁気勾配の強度、すなわち磁気差分値の大きさを示している。 The detection unit 12 obtains the difference (magnetic difference value) between the magnetic measurement values of adjacent magnetic sensors for the distribution of magnetic measurement values in Figure 8, thereby generating a distribution of the magnetic gradient in the vehicle width direction, for example, as shown in Figure 9 (S202). The horizontal axis of Figure 9 indicates the position in the vehicle width direction, and the vertical axis indicates the strength of the magnetic gradient in the vehicle width direction, i.e., the magnitude of the magnetic difference value.

車幅方向の磁気勾配(磁気差分値)の車幅方向における分布は、例えば図9中の破線で示す正負の山が隣り合う曲線に沿うような分布になる。この曲線では、磁気発生源に対してどちら側の磁気センサであるかに応じて、磁気の大きさ(強度)が増える勾配を表す正の磁気差分値か、磁気の大きさが減る勾配を表す負の磁気差分値か、が入れ替わっている。そしてこの曲線では、磁気差分値の正負が反転するゼロクロスZcが、磁気発生源の位置に対応して生じている。 The distribution of the magnetic gradient (magnetic difference value) in the vehicle width direction is, for example, a distribution along a curve with adjacent positive and negative peaks, as shown by the dashed line in Figure 9. In this curve, depending on which side of the magnetic sensor in relation to the magnetic source, the positive magnetic difference value indicates a gradient where the magnitude (strength) of the magnetic field increases, and the negative magnetic difference value indicates a gradient where the magnitude of the magnetic field decreases. In this curve, a zero cross Zc, where the positive and negative magnetic difference values are reversed, occurs corresponding to the position of the magnetic source.

検出ユニット12は、車幅方向の磁気勾配(磁気差分値)の分布の近似曲線(例えば図9中の破線の曲線)を求め、ゼロクロスZcを特定する。車幅方向における磁気発生源の位置は、近似曲線のゼロクロスZcに対応する位置として特定可能である。なお、磁気発生源が磁気マーカ10ではない場合、ゼロクロスZcが特定できない場合が起こり得る。このような場合、ゼロクロスZcを特定できないことで、磁気発生源が磁気マーカ10ではないと判定することも良い。 The detection unit 12 obtains an approximation curve (e.g., the dashed curve in FIG. 9) of the distribution of the magnetic gradient (magnetic difference value) in the vehicle width direction, and identifies the zero cross Zc. The position of the magnetic source in the vehicle width direction can be identified as the position corresponding to the zero cross Zc of the approximation curve. Note that if the magnetic source is not the magnetic marker 10, there may be cases where the zero cross Zc cannot be identified. In such cases, it may be possible to determine that the magnetic source is not the magnetic marker 10 because the zero cross Zc cannot be identified.

検出ユニット12は、センサアレイ11の中央の位置(本例では磁気センサC8の位置)の磁気発生源に対する車幅方向の偏差を、車両5の横ずれ量として計測する(S203)。例えば、図9の場合であれば、近似曲線のゼロクロスZcが、C9とC10との中間辺りのC9.5辺りに位置している。磁気センサC9とC10の間隔は10cmであるから、磁気発生源に対する車両5の横ずれ量は、車幅方向においてセンサアレイ11の中央に位置するC8を基準として(9.5-8)×10cm=15cmとなる。 The detection unit 12 measures the deviation of the center position of the sensor array 11 (the position of magnetic sensor C8 in this example) in the vehicle width direction from the magnetic source as the lateral deviation of the vehicle 5 (S203). For example, in the case of FIG. 9, the zero cross Zc of the approximation curve is located at about C9.5, halfway between C9 and C10. Since the distance between magnetic sensors C9 and C10 is 10 cm, the lateral deviation of the vehicle 5 from the magnetic source is (9.5-8) x 10 cm = 15 cm, with C8, which is located in the center of the sensor array 11 in the vehicle width direction, as the reference point.

さらに、検出ユニット12は、磁気発生源の直近を通過する磁気センサを選択する(S204)。ゼロクロスZcがC9.5辺りに位置する図9の例の場合であれば、直近の磁気センサは、磁気センサC9あるいはC10となる。検出ユニット12は、磁気センサC9及びC10のうち、磁気発生源により近い方の磁気センサを選択する。磁気発生源との距離が同程度であれば、磁気センサC9、C10のうちのいずれを選択しても良い。あるいは、磁気センサC9及びC10の両方を選択して、磁気計測値の平均を求めることも良い。 Furthermore, the detection unit 12 selects the magnetic sensor that passes close to the magnetic source (S204). In the example of FIG. 9 where the zero cross Zc is located around C9.5, the closest magnetic sensor is magnetic sensor C9 or C10. The detection unit 12 selects the magnetic sensor that is closer to the magnetic source, between magnetic sensors C9 and C10. If the distances to the magnetic source are about the same, either magnetic sensor C9 or C10 may be selected. Alternatively, both magnetic sensors C9 and C10 may be selected and the average of the magnetic measurement values may be calculated.

続いて交点特定回路125としての検出ユニット12は、進行方向における磁気発生源の位置(図6中のゼロクロスZcに当たる位置)を中心として前後1mに亘る範囲を、所定の区間として設定する(図10中のステップ301)。そして、検出ユニット12は、上記のRAMのワークエリアを参照し、図7中のステップS204で選択された磁気センサが所定の区間において取得した磁気計測値(進行方向の磁気計測値、鉛直方向の磁気計測値)を、順番に読み出す(S302)。ここで、時系列の磁気計測値を読み出す順番としては、計測時点が古いもの、すなわち計測位置が進行方向における上流側に位置するものから順番であっても良く、計測時点が新しいもの、すなわち計測位置が進行方向における下流側に位置するものから順番であっても良い。 Then, the detection unit 12 as the intersection identification circuit 125 sets a range of 1 m before and after the position of the magnetic source in the traveling direction (the position corresponding to the zero cross Zc in FIG. 6) as a predetermined section (step 301 in FIG. 10). Then, the detection unit 12 refers to the work area of the RAM and sequentially reads out the magnetic measurement values (magnetic measurement values in the traveling direction, magnetic measurement values in the vertical direction) acquired in the predetermined section by the magnetic sensor selected in step S204 in FIG. 7 (S302). Here, the order in which the time-series magnetic measurement values are read out may be from the oldest measurement time point, i.e., the measurement position located upstream in the traveling direction, or may be from the newest measurement time point, i.e., the measurement position located downstream in the traveling direction.

検出ユニット12は、所定の区間に属する各計測位置について、進行方向の磁気計測値GLと鉛直方向の磁気計測値GVとの合成ベクトルである磁気ベクトルを図11のように特定する(S303)。図11は、紙面の幅方向が進行方向に対応している。同図中のRで示す線は、対象の磁気センサが通過する線を示し、線Rと路面100Sとの間隔が、センサアレイ11の取付高さに相当している。各磁気ベクトルの始点は、対応する磁気計測値を取得したときの磁気センサの位置である計測位置にある。なお、図11では、線R上の〇印として、これらの計測位置を示している。各磁気ベクトルの向きは、対応する計測位置における磁気の作用方向を示している。また、各磁気ベクトルの長さは、対応する計測位置に作用する磁気の大きさ(強度)を示している。 The detection unit 12 identifies the magnetic vector, which is the composite vector of the magnetic measurement value GL in the traveling direction and the magnetic measurement value GV in the vertical direction for each measurement position belonging to a specified section, as shown in FIG. 11 (S303). In FIG. 11, the width direction of the paper corresponds to the traveling direction. The line indicated by R in the figure indicates the line through which the target magnetic sensor passes, and the distance between the line R and the road surface 100S corresponds to the mounting height of the sensor array 11. The starting point of each magnetic vector is at the measurement position, which is the position of the magnetic sensor when the corresponding magnetic measurement value was obtained. Note that in FIG. 11, these measurement positions are indicated by circles on the line R. The direction of each magnetic vector indicates the direction of magnetic action at the corresponding measurement position. Also, the length of each magnetic vector indicates the magnitude (strength) of the magnetic field acting on the corresponding measurement position.

検出ユニット12は、所定の区間に属する各計測位置(図11中の〇印で示す位置)を始点とする磁気ベクトルについて、路面100Sとの交点を求め(S304)、交点の位置を順次記憶する(S305)。なお、図11の例示では、磁気ベクトルと路面100Sとの交点を×印によって示している。各×印の位置は、進行方向の位置によって特定される。 The detection unit 12 determines the intersections between the magnetic vector, which starts at each measurement position (positions indicated by circles in FIG. 11) belonging to a specific section, and the road surface 100S (S304), and stores the positions of the intersections sequentially (S305). In the example shown in FIG. 11, the intersections between the magnetic vector and the road surface 100S are indicated by crosses. The positions of the crosses are determined by the position in the direction of travel.

検出ユニット12は、計測位置が所定の区間に属する全ての磁気計測値を読み出すまで(S306:NO)、上記のステップS302~S305の処理を繰り返し実行する。検出ユニット12は、計測位置が所定の区間に属する全ての磁気計測値の読み出しに応じて処理を終了させる(S306:YES)。 The detection unit 12 repeats the above steps S302 to S305 until all magnetic measurement values in which the measurement position belongs to the specified section have been read (S306: NO). The detection unit 12 ends the process when all magnetic measurement values in which the measurement position belongs to the specified section have been read (S306: YES).

続いて判定回路122としての検出ユニット12は、図10のステップS305で記憶した交点について、散らばりの度合いを評価し、磁気発生源が磁気マーカ10であるか否かを判定する(図12)。検出ユニット12は、まず、交点の平均位置を求める(S401)。なお、各交点の位置は、磁気計測値の出力元の磁気センサの移動経路の直下に当たる路面上の一次元位置である。交点の平均位置も、この路面上の一次元位置である。 Then, the detection unit 12 as the judgment circuit 122 evaluates the degree of scattering for the intersections stored in step S305 of FIG. 10, and judges whether the magnetic source is the magnetic marker 10 or not (FIG. 12). The detection unit 12 first obtains the average position of the intersections (S401). Note that the position of each intersection is a one-dimensional position on the road surface directly below the movement path of the magnetic sensor that outputs the magnetic measurement value. The average position of the intersections is also a one-dimensional position on this road surface.

検出ユニット12は、交点の散らばりの度合いを表す指標値である分散を求める(S402)。統計値である分散(S2)は、次式によって求めることができる。ここで、各交点の位置をxiとし、交点の平均位置をxavとする。
(数1)

Figure 0007698192000001
The detection unit 12 calculates the variance, which is an index value representing the degree of scattering of the intersections (S402). The variance (S2), which is a statistical value, can be calculated by the following formula: Here, the position of each intersection is xi, and the average position of the intersections is xav.
(Equation 1)
Figure 0007698192000001

検出ユニット12は、ステップS402で求めた分散に対して閾値処理を施し(S403、閾値判断)、分散(S2)が閾値未満(以内でも可。)であれば(S403:YES)、図5中のステップS105で検出された磁気発生源が磁気マーカ10であると判定する(S404)。一方、分散(S2)が閾値以上(閾値超であっても可。)であれば(S403:NO)、この磁気発生源が外乱磁気の発生源であって、磁気マーカ10ではないと判定する(S414)。 The detection unit 12 performs threshold processing on the variance found in step S402 (S403, threshold judgment), and if the variance (S2) is less than the threshold (or within the threshold) (S403: YES), it determines that the magnetic source detected in step S105 in FIG. 5 is the magnetic marker 10 (S404). On the other hand, if the variance (S2) is equal to or greater than the threshold (or above the threshold) (S403: NO), it determines that this magnetic source is a source of disturbance magnetic field and not a magnetic marker 10 (S414).

なお、分散(S2)の平方根である標準偏差(S)について、閾値処理を施すことも良い。標準偏差(S)は、平均位置を中心とした±Sの範囲に68.3%の交点が属するという散らばりの度合いを表す統計値である。分散(S2)あるいは標準偏差(S)の値が小さいほど散らばりの度合いが低く、これらの値が大きいほど散らばりの度合いが高いということになる。 It is also possible to apply threshold processing to the standard deviation (S), which is the square root of the variance (S2). The standard deviation (S) is a statistical value that indicates the degree of dispersion, with 68.3% of the intersections falling within a range of ±S centered on the average position. The smaller the value of the variance (S2) or standard deviation (S), the lower the degree of dispersion, and the larger these values, the higher the degree of dispersion.

ここで、磁気マーカ10に由来する交点が散らばる様子と、外乱の磁気発生源に由来する交点が散らばる様子と、を比較して説明する。磁気マーカ10は、直径20mmであり、進行方向のサイズが非常に小さい磁気発生源である。一方、例えば橋梁の鉄骨や、並走する車両などが磁気発生源となっている場合、進行方向のサイズが大きくなる可能性が高い。 Here, we will explain the scattering of intersections originating from the magnetic marker 10 by comparing it with the scattering of intersections originating from a magnetic disturbance source. The magnetic marker 10 is a magnetic source with a diameter of 20 mm, which is very small in size in the direction of travel. On the other hand, if the magnetic source is, for example, the steel frame of a bridge or a vehicle running parallel to it, there is a high possibility that the size in the direction of travel will be large.

図13及び図14は、図10の処理により求められた交点が、進行方向において散らばる様子を例示する図である。同図の横軸は進行方向を表している。棒グラフは、対応する位置に所在する交点の度数を表している。図13は、磁気発生源が磁気マーカ10である場合の例示であり、図14は、橋や並走する車両などが磁気発生源として検出された場合の例示である。 Figures 13 and 14 are diagrams illustrating how the intersections found by the process of Figure 10 are scattered in the direction of travel. The horizontal axis of the figures represents the direction of travel. The bar graphs represent the frequency of intersections located at corresponding positions. Figure 13 is an example of a case where the magnetic source is a magnetic marker 10, and Figure 14 is an example of a case where a bridge, a vehicle traveling parallel to the vehicle, etc. are detected as the magnetic source.

図13と図14との比較から明らかなように、磁気マーカ10が磁気発生源である場合、計測時点の度数分布は、平均位置を中心とした正規分布に近いものとなっており、分散(S2)の平方根である標準偏差(S)の値が小さくなっている。一方、外乱の磁気発生源の場合、計測時点の度数分布は正規分布から掛け離れて両側に拡がっており、分散(S2)の平方根である標準偏差(S)の値が大きくなっている。図12中のステップS303の閾値判断によれば、分散(S2)及び標準偏差(S)が大きい図14のような度数分布を排除でき、磁気マーカ10を確実性高く判定できる。 As is clear from a comparison between Figures 13 and 14, when the magnetic marker 10 is the magnetic source, the frequency distribution at the time of measurement is close to a normal distribution centered on the average position, and the value of the standard deviation (S), which is the square root of the variance (S2), is small. On the other hand, when the magnetic source is an external disturbance, the frequency distribution at the time of measurement is far from a normal distribution and spreads out on both sides, and the value of the standard deviation (S), which is the square root of the variance (S2), is large. By using the threshold judgment in step S303 in Figure 12, it is possible to eliminate the frequency distribution in Figure 14, which has a large variance (S2) and standard deviation (S), and the magnetic marker 10 can be determined with high certainty.

以上の通り本例の検出システム1によれば、磁気発生源の周囲における磁気の作用方向を表す磁気ベクトルと路面100Sとの間の交点の散らばりの度合いに着目することで、磁気マーカ10以外の磁気発生源を誤検出するおそれを少なくでき、磁気マーカ10を確実性高く検出できる。 As described above, the detection system 1 of this example focuses on the degree of dispersion of intersections between the road surface 100S and the magnetic vector representing the direction of magnetic action around the magnetic source, thereby reducing the risk of erroneous detection of a magnetic source other than the magnetic marker 10, and enabling detection of the magnetic marker 10 with high reliability.

なお、本例では、進行方向における交点の散らばりの度合いを表す指標値である分散を閾値判断の対象としているが、これに代えてあるいは加えて、車幅方向における交点の分散を閾値判断の対象としても良い。鉛直方向に加えて車幅方向に作用する磁気を計測可能な磁気センサであれば、例えば、磁気マーカ10の真上にセンサアレイ11が位置するときの各磁気センサに作用する磁気ベクトルに関する交点について、車幅方向における分散を求めることができる。 In this example, the variance, which is an index value that indicates the degree of dispersion of intersections in the direction of travel, is used as the subject of threshold judgment. Alternatively, or in addition, the variance of intersections in the vehicle width direction may be used as the subject of threshold judgment. If the magnetic sensor is capable of measuring magnetism acting in the vehicle width direction in addition to the vertical direction, for example, the variance in the vehicle width direction can be obtained for intersections related to magnetic vectors acting on each magnetic sensor when the sensor array 11 is located directly above the magnetic marker 10.

三次元空間における磁気の作用方向を検出可能な磁気センサを採用することも良い。この場合には、磁気センサに作用する磁気ベクトルと路面100Sとの交点が、路面上において二次元的に散らばる度合いに応じて、磁気マーカ10であるか否かを判断すると良い。 It is also possible to use a magnetic sensor that can detect the direction of magnetic action in three-dimensional space. In this case, it is possible to determine whether or not the intersection of the magnetic vector acting on the magnetic sensor and the road surface 100S is a magnetic marker 10 depending on the degree to which it is scattered two-dimensionally on the road surface.

なお、路面100Sに対する磁気ベクトル(作用方向)のなす角が小さいと、交点を求める際の誤差が過大になる可能性が生じる。そこで、この路面100Sとのなす角が所定の角度未満あるいは以下である磁気ベクトル(作用方向)について、交点の分散を求める対象から除外することも良い。なお、路面に対する移動ベクトル(作用方向)のなす角は、例えば図11中のθによって示す角度である。また、磁気センサに作用する磁気の大きさが小さいと、交点を求める際の誤差が過大となる可能性が生じる。そこで、磁気の大きさが所定値以下あるいは未満である磁気ベクトルを、分散を求める対象から除外することも良い。 If the angle of the magnetic vector (direction of action) with respect to the road surface 100S is small, there is a possibility that the error when determining the intersection will be excessive. Therefore, it is also good to exclude magnetic vectors (directions of action) whose angle with the road surface 100S is less than or equal to a predetermined angle from the targets for determining the variance of the intersection. Note that the angle of the movement vector (direction of action) with respect to the road surface is, for example, the angle indicated by θ in FIG. 11. Furthermore, if the magnitude of the magnetism acting on the magnetic sensor is small, there is a possibility that the error when determining the intersection will be excessive. Therefore, it is good to exclude magnetic vectors whose magnitude of the magnetism is less than or equal to a predetermined value from the targets for determining the variance.

磁気発生源の真上を通過する磁気センサに作用する磁気ベクトルの終点(図11中の磁気ベクトルを表す矢印の先端)の軌跡の形状を評価し、磁気マーカ10であるか否かを判定することも良い。磁気発生源が磁気マーカ10である場合、磁気ベクトルは、磁気マーカ10を中心として時計の針のように回転する。また磁気ベクトルの長さ、すなわち磁気の大きさは、磁気マーカ10に近いほど大きくなるため、磁気ベクトルの終点がなす軌跡は、磁気マーカ10を中心とした楕円(上部)あるいは正規分布形状に近い形状となる。そこで、磁気ベクトルの終点がなす軌跡を楕円あるいは正規分布形状によって近似すると共に、近似形状と実際の軌跡との誤差を求めることも良い。この誤差を指標値として取り扱い、閾値処理を施して磁気マーカ10であるか否かを判定することも良い。さらに、磁気マーカ10を中心とした磁気ベクトルの回転を指標化して磁気マーカ10であるか否かの判定を行っても良い。 It is also possible to evaluate the shape of the trajectory of the end point of the magnetic vector (the tip of the arrow representing the magnetic vector in FIG. 11) acting on the magnetic sensor passing directly above the magnetic source, and to determine whether or not it is a magnetic marker 10. If the magnetic source is the magnetic marker 10, the magnetic vector rotates like the hands of a clock around the magnetic marker 10. In addition, since the length of the magnetic vector, i.e., the magnitude of the magnetism, increases the closer it is to the magnetic marker 10, the trajectory of the end point of the magnetic vector becomes an ellipse (upper part) centered on the magnetic marker 10 or a shape close to a normal distribution shape. Therefore, it is also possible to approximate the trajectory of the end point of the magnetic vector by an ellipse or a normal distribution shape, and to obtain the error between the approximate shape and the actual trajectory. It is also possible to treat this error as an index value and perform threshold processing to determine whether or not it is a magnetic marker 10. Furthermore, it is also possible to index the rotation of the magnetic vector around the magnetic marker 10 to determine whether or not it is a magnetic marker 10.

さらに、磁気マーカ10の真上を通過する磁気センサのみならず、センサアレイ11の各磁気センサによる磁気計測値がなす磁気ベクトルについて、終点の軌跡の形状を評価することも良い。各磁気センサに作用する磁気ベクトルの終点は、楕円体(上部)あるいは二次元正規分布形状に近い形状となる。上記と同様、近似形状と実際の軌跡がなす曲面との誤差を求め、閾値処理により磁気マーカ10であるか否かを判断することも良い。 Furthermore, it is also good to evaluate the shape of the trajectory of the end point of the magnetic vector formed by the magnetic measurement values of each magnetic sensor of the sensor array 11, not just the magnetic sensor passing directly above the magnetic marker 10. The end point of the magnetic vector acting on each magnetic sensor will be an ellipsoid (upper part) or a shape close to a two-dimensional normal distribution shape. As above, it is also good to find the error between the approximate shape and the curved surface formed by the actual trajectory, and use threshold processing to determine whether or not it is a magnetic marker 10.

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前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。 Although specific examples of the present invention have been described in detail as examples above, these specific examples merely disclose examples of the technology encompassed by the scope of the claims. Needless to say, the scope of the claims should not be interpreted in a limited manner based on the configurations or numerical values of the specific examples. The scope of the claims encompasses technology that is a variety of modifications, changes, or appropriate combinations of the specific examples using publicly known technology or the knowledge of those skilled in the art.

1 検出システム
10 磁気マーカ
11 センサアレイ
12 検出ユニット
121 磁気発生源検出回路
123 横ずれ量計測回路
125 交点特定回路
127 判定回路
Cn 磁気センサ
5 車両
5S 運転支援システム
50 車両ECU
REFERENCE SIGNS LIST 1 Detection system 10 Magnetic marker 11 Sensor array 12 Detection unit 121 Magnetic source detection circuit 123 Lateral deviation amount measurement circuit 125 Intersection identification circuit 127 Determination circuit Cn Magnetic sensor 5 Vehicle 5S Driving assistance system 50 Vehicle ECU

Claims (5)

磁気センサを備える車両が走路を移動している最中に、走路に配設された磁気マーカを検出するための方法であって、
前記磁気センサは、少なくとも磁気の作用方向を特定可能な計測値を取得できるセンサであって、
該磁気センサによる計測値に処理を施して前記磁気マーカである可能性がある磁気発生源を検出する第1の処理と、
該第1の処理によって検出された磁気発生源が属する所定の区間を車両が通過する際の前記磁気センサに対する前記磁気の作用方向について、路面との交点を求める第2の処理と、
該第2の処理により求められた交点が散らばる度合いに応じて、前記第1の処理により検出された磁気発生源が磁気マーカであるか否かを判定する第3の処理と、を実行する磁気マーカの検出方法。
A method for detecting a magnetic marker disposed on a road while a vehicle equipped with a magnetic sensor is moving on the road, comprising the steps of:
The magnetic sensor is a sensor capable of acquiring a measurement value capable of identifying at least a direction of magnetic action,
a first process for processing measurements by the magnetic sensor to detect a magnetic source that may be the magnetic marker;
a second process for determining an intersection point between the direction of magnetic field acting on the magnetic sensor and a road surface when the vehicle passes through a predetermined section including the magnetic source detected by the first process;
A method for detecting a magnetic marker, which executes a third process of determining whether the magnetic source detected by the first process is a magnetic marker depending on the degree of dispersion of the intersections obtained by the second process.
請求項1において、前記第3の処理は、前記交点が散らばる度合いを表す指標値を求め、当該指標値に関する閾値処理によって前記磁気マーカの存否を判定する処理である磁気マーカの検出方法。 A magnetic marker detection method according to claim 1, in which the third process is a process of determining an index value representing the degree to which the intersections are dispersed, and determining the presence or absence of the magnetic marker by threshold processing of the index value. 請求項1または2において、前記第2の処理では、路面とのなす角が所定の角度以下あるいは未満の作用方向が除外され、路面とのなす角が所定の角度以上あるいは所定の角度を超えている作用方向について、路面との交点が求められる磁気マーカの検出方法。 A method for detecting a magnetic marker according to claim 1 or 2, in which the second process excludes action directions whose angles with the road surface are equal to or less than a predetermined angle, and finds intersections with the road surface for action directions whose angles with the road surface are equal to or greater than the predetermined angle. 請求項1~3のいずれか1項において、前記磁気センサは、互いに交差する少なくとも2方向に沿って作用する磁気成分の大きさを前記計測値として取得可能である磁気マーカの検出方法。 A method for detecting a magnetic marker according to any one of claims 1 to 3, in which the magnetic sensor is capable of acquiring the magnitude of a magnetic component acting along at least two mutually intersecting directions as the measurement value. 磁気センサを備える車両が走路を移動している最中に、走路に配設された磁気マーカを検出するためのシステムであって、
前記磁気センサは、少なくとも磁気の作用方向を特定可能な計測値を取得できるセンサであって、
該磁気センサによる計測値に処理を施して前記磁気マーカである可能性がある磁気発生源を検出する第1の回路と、
該第1の回路により検出された磁気発生源が属する所定の区間を車両が通過する際に前記磁気センサによって取得された計測値により特定される前記作用方向について、走路の表面をなす路面との交点を求める第2の回路と、
該第2の回路により求められた交点が散らばる度合いに応じて、前記第1の回路により検出された磁気発生源が磁気マーカであるか否かを判定する第3の回路と、を含む磁気マーカの検出システム。
A system for detecting a magnetic marker disposed on a road while a vehicle equipped with a magnetic sensor is moving on the road, comprising:
The magnetic sensor is a sensor capable of acquiring a measurement value capable of identifying at least a direction of magnetic action,
a first circuit for processing measurements by the magnetic sensor to detect magnetic sources that may be the magnetic marker;
a second circuit that determines an intersection point between the action direction, which is specified by the measurement value acquired by the magnetic sensor when the vehicle passes through a predetermined section to which the magnetic source detected by the first circuit belongs, and a road surface that forms the surface of the road;
A magnetic marker detection system including a third circuit that determines whether the magnetic source detected by the first circuit is a magnetic marker based on the degree of dispersion of the intersections determined by the second circuit.
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