JPH04332006A - 車両位置検知方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性体マーカレーンを
磁化しながら車両の相対位置を検知する車両位置検知方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フェライトやアモルファス等の磁性体を
マーカとする車両の磁気誘導技術は、ゴルフカート、車
椅子等の誘導システムとして具体化され、実用化される
までに至っている。

【０００３】この誘導システムを構成する従来の磁気セ
ンサ系は図３に示すように、道路面１０に沿って敷設さ
れるフェライト等の磁性体マーカレーン１１と、車両上
に搭載される磁気センサユニット１２によって構成され
る。上記磁気センサユニット１２は、磁性体マーカレー
ン１１を磁化するための励磁コイル１３及び磁性体マー
カレーン１１の形成する磁場分布を検出するための２個
の検知コイル１４ａ，１４ｂを備えている。上記検知コ
イル１４ａ，１４ｂは、センサユニットの中心位置に対
し左右対称に配置される。

【０００４】このような構成を有する磁気センサ系にお
いて、検知コイル１４ａ，１４ｂの出力信号Ａ，Ｂは、
センサの位置に対し、図４に示すように山型の特性を示
す。車両のステアリング制御を行うには、これら２つの
信号の差を図５のセンサ出力信号Ｅとして、車両の位置
に対応づけ、操舵制御信号として用いている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気センサ１
２と道路面１０との距離は、石、材木、残雪等に車両が
乗り上げた場合には大きくなり、これに伴い磁気センサ
の磁性体マーカからの距離ｈも大きくなる。この場合、
磁気的に磁性体マーカの位置を検知する本磁気誘導シス
テムにおいては、磁場強度がｈのほぼ２乗−３乗に反比
例して変化することから、２つの検知コイル出力は図４
のＣ，Ｄに示すように大きく減衰する。この結果、その
差信号であるセンサ出力は図５のＦのような小さな信号
となる。このような場合、最大のセンサ出力レベルが小
さく車両のステアリングを制御できない場合が起こり易
くなる。即ち、走行ルートから外れたまま走ることもあ
り得る。

【０００６】また、路面上に窪みがある場合には、そこ
に車輪が入り込み、上記の場合とは逆にセンサ出力レベ
ルが大きくなり、検知コイルの後段に設けてある増幅部
でレベル飽和が生じ、車両が発振のような振動現象を起
こし適切な制御ができなくなることもあった。

【０００７】本発明は、かかる従来の欠点を除去するた
めに、検知部での磁場強度が検知距離に依存しないよう
に磁界強度を制御する車両位置検知方法及びその装置を
提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の車両位置検知方法においては、磁気的にレー
ン状に敷設された磁性体マーカの位置を検出する車両位
置検知方法であって、磁気センサを構成する２つの検知
コイルの出力信号を加算した信号レベルに応じて、励磁
コイルへの印加電圧レベルを変えることにより、前記２
つの検知コイル部での磁場強度の和をほぼ一定に保持さ
せるように制御するものである。

【０００９】また、本発明の車両位置検知装置において
は、磁気的にレーン状に敷設された磁性体マーカの位置
を検知する車両位置検知装置であって、励磁コイルと２
つの検知コイルからなる磁気センサと、前記励磁コイル
を駆動するための発振器・励磁アンプ・共振回路と、前
記検知コイル出力のアナログ信号を増幅し直流信号に変
換するための増幅部及び直流変換部と、前記直流変化部
の２つの出力信号Ａ，Ｂを基にステアリング制御に適し
た信号を算出するための演算回路と、２つの出力信号Ａ
，Ｂの和を算出する加算回路と、前記加算回路の出力レ
ベルをほぼ一定に保つように前記励磁アンプの出力を制
御するためのゲインコントロール回路とを有するもので
ある。

【００１０】

【作用】上記方法及び装置によれば、磁気センサと路面
上のフェライト等の磁性体マーカ間の距離が変動して検
知コイル出力が変化したとしても、励磁コイルに流れる
電流をその距離に応じて変え、磁性体マーカを磁化する
ための磁界強度を変化させるため、検知コイル部での磁
場強度は常にほぼ一定のレベルに保持される。例えば、
検知距離ｈが大きくなった場合には、２つの検知コイル
出力を直流変換した信号の和が小さくなろうとするので
、それが一定になるようにゲインコントロール回路の出
力レベルを増大させる。すると、発振器から励磁信号の
供給を受ける励磁アンプの出力レベルが大きくなる。 この場合、励磁コイルに供給される励磁信号電圧が大き
くなり、励磁電流を増大させることから、磁性体マーカ
の磁場強度が強くなる。この結果、検知コイル部での磁
界強度も変動以前のレベルまで復元して、検知コイル出
力として十分なレベルの信号が得られるようになる。こ
れにより、高さ変動に依存しない安定した磁気センサ出
力が得られ、高い信頼性を有する車両誘導システムが実
現される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１２】図１は、本発明の車両位置検知装置の構成
の一実施例を示す図であり、図２は、その検知方法の原
理を説明するための図であって、検知コイル１４ａ，１
４ｂの出力と磁気センサ１２の磁性体マーカ１１の中心
位置に対する相対位置の関係を示している。

【００１３】本発明では、車両位置検知装置として、磁
性体マーカ１１を磁化してその磁場分布の変化分を検知
するための磁気センサ１２と、発振器１・励磁アンプ２
・共振回路３からなる励磁回路と、検知コイル１４ａ，
１４ｂの出力信号を増幅する増幅部４と、この増幅した
信号を直流信号に変換するための直流変換部５と、直流
に変換された２つの検知信号の差を求めるなどの演算を
施すための演算回路６と、２つの検知信号を加算する加
算回路７と、この加算回路７の出力レベルをほぼ一定に
保つように励磁アンプの出力を制御するためのゲインコ
ントロール回路８とを有している。

【００１４】車両位置検知方法としては、例えば、２つ
の検知信号の加算出力レベルに応じてゲインコントロー
ル回路８により励磁アンプ２の電源電圧値を変化させ、
励磁コイル１３に印加される励磁電圧を変え、等価的に
励磁電流を変えて磁性体マーカ１１の磁界強度を制御し
、２つの検知信号の和が常時一定になるようにしながら
、車両の位置の特定化を行う。

【００１５】例えば、車両が石、木材や残雪等に乗り上
げて磁気センサ１２と道路面１０上の磁性体マーカ（フ
ェライトやアモルファスのような磁性体）１１間の距離
ｈが大きくなった場合には、磁性体マーカ１１部での磁
場強度が低下し、２つの検知コイル出力を直流変換した
信号の和Ｇが小さくなろうとするので、それが一定にな
るようにゲインコントロール回路８の出力レベルを増大
させる。すると、発振器１から励磁信号の供給を受ける
励磁アンプ２の出力レベルが大きくなり、共振回路３の
出力（励磁コイルに供給される励磁信号電圧）が大きく
なる。この場合、励磁コイル１３のインピーダンスは不
変なので、励磁電流が増大し、磁性体マーカ１１部にお
ける磁場強度は強くなる。この結果、検知コイル１４ａ
，１４ｂ部での磁界強度も変動以前のレベルまで復元し
て、検知コイル出力もほぼ変動前のレベルに近い値Ｈ′
を示す。このようなサイクルは、電子回路で数百μｓｅ
ｃ以内に実行されるため、車両の走行速度２〜８ｋｍ／
ｈを考慮しても殆ど瞬時に制御されることになる。

【００１６】かかる制御により、検知信号Ａ，Ｂは検知
距離の変動が生じても殆ど変わらないＣ′，Ｄ′の特性
を示し、ステアリング制御に十分なレベルの信号（例え
ば、センサ出力信号として検知信号の差等も含まれる）
を得ることができる。操舵制御を行うために検知信号の
差を用いる場合には、変動前の特性Ｅとほぼ同じ特性Ｆ
′が得られる。このため、凹凸のある路面上を走行時に
も走行ルートからはずれたり、センサ出力レベルの増幅
部での飽和現象に伴う発振しながら走行するような事態
は見られない。このように、従来に比べて安定した走行
特性が得られるので、高信頼な車両誘導システムが実現
される。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
両位置検知方法及びその装置によれば、検知コイル部で
の磁場強度を一定に保持すべく加算回路とゲインコント
ロール回路とを設け、かつ２つの検知信号の和のレベル
が変わらないように励磁電圧を制御することにより、車
両が凹凸に入り込んでその高さが変化しても操舵制御が
不能あるいは不安定になる事態を避けることができる。 このため、除雪車や車椅子のように屋外で磁性体マーカ
に沿って誘導される車両においては、道路面の凹凸、石
、材木、残雪やごみ等で磁気センサの高さ変動が生じや
すいが、本発明によれば、高信頼、高安定な走行誘導を
実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる車両位置検知装置の構成の一実施
例を示す図である。

【図２】本発明になる車両位置検知方法の原理を説明す
るための図である。

【図３】磁気誘導システム系の構成図である。

【図４】従来の磁気誘導システム系の検知コイル出力信
号と車両位置特性を示す図である。

【図５】従来の磁気誘導システム系のセンサ出力信号と
車両位置特性を示す図である。

【符号の説明】

１　　発振器 ２　　励磁アンプ ３　　共振回路 ４　　増幅部 ５　　直流変換部 ６　　演算回路 ７　　加算回路 ８　　ゲインコントロール回路 １０　　道路面 １１　　磁性体マーカ １２　　磁気センサ １３　　励磁コイル １４ａ，１４ｂ　　検知コイル Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｃ′，Ｄ′，Ｆ′，Ｈ′　　検知
出力信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気的にレーン状に敷設された磁性体
   マーカの位置を検出する車両位置検知方法であって、磁
   気センサを構成する２つの検知コイルの出力信号を加算
   した信号レベルに応じて、励磁コイルへの印加電圧レベ
   ルを変えることにより、前記２つの検知コイル部での磁
   場強度の和をほぼ一定に保持させるように制御すること
   を特徴とする車両位置検知方法。
2. 【請求項２】　　磁気的にレーン状に敷設された磁性体
   マーカの位置を検知する車両位置検知装置であって、励
   磁コイルと２つの検知コイルからなる磁気センサと、前
   記励磁コイルを駆動するための発振器・励磁アンプ・共
   振回路と、前記検知コイル出力のアナログ信号を増幅し
   直流信号に変換するための増幅部及び直流変換部と、前
   記直流変化部の２つの出力信号Ａ，Ｂを基にステアリン
   グ制御に適した信号を算出するための演算回路と、２つ
   の出力信号Ａ，Ｂの和を算出する加算回路と、前記加算
   回路の出力レベルをほぼ一定に保つように前記励磁アン
   プの出力を制御するためのゲインコントロール回路とを
   有することを特徴とする車両位置検知装置。