JPH10103963A - 車両位置検出用電波反射体 - Google Patents

車両位置検出用電波反射体

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JPH10103963A
JPH10103963A JP8256398A JP25639896A JPH10103963A JP H10103963 A JPH10103963 A JP H10103963A JP 8256398 A JP8256398 A JP 8256398A JP 25639896 A JP25639896 A JP 25639896A JP H10103963 A JPH10103963 A JP H10103963A
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JP
Japan
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radio wave
vehicle
wave
reflector
road surface
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JP8256398A
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English (en)
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Osamu Isaji
修 伊佐治
Yoshihide Agari
良英 上里
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Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面に設ける車両位置検出用の電波反射体か
ら反射される電波を、路面などの他の不要反射物から反
射される電波と容易に識別可能とする。 【解決手段】 車両位置検出用電波反射体であるマーカ
1は、電波反射部1aが路面2から突出するように形成
する。マーカ1の高さh1は、車両4の最下部よりは低
い高さとし、車両4の走行時に損傷を受けないようにす
る。電波反射部1aが路面2からh2だけ高くなってい
るので、大雨などによって道路上が水浸しになった場合
でも、その水膜の影響で受信感度が低下しないようにす
ることができる。またマーカとして、表面で反射する偏
波方向を変えるものを用い、路面2などの不要反射物か
らの反射波との区別を容易にすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の自動運転な
どを行うために走路に設置する車両位置検出用電波反射
体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両の自動運転を行うために
走路に対する車両の相対位置を検出する技術が知られて
いる。
【0003】たとえば、実開平1−106910号公報
には、走路に光反射テープを敷設し、車両に反射テープ
の幅以下の間隔で2個一組の光センサを設け、車両姿勢
を検出する技術が開示されている。この他、車載カメラ
で路面を撮影し、画面内の白線を抽出することによって
白線に対する車両の相対位置を検出する技術も知られて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光反射
テープを用いる場合には、テープの汚れ等によって充分
な光反射が得られない場合がある。また光反射テープが
屋内に設置される場合ならともかく、実際の路上に設置
される場合は、雨や雪等に影響がある。特に雨天の場合
には、光反射テープのみならず水溜まりによっても光が
よく反射されるため、高精度に車両位置を検出できなく
なる問題がある。
【0005】そこで、ミリ波帯以上の波長を有する高周
波の電波を用いて、センシングレーダの原理で車両位置
を検出する考えがある。すなわち、路面の所定位置、た
とえば路面の中央に電波反射体を設け、車両に電波送受
信機を設け、送信したセンシング電波の反射強度から電
波反射体の有無を検知し、これを基準に車両位置を検出
するのである。
【0006】ただし、レーダセンシングの際にセンシン
グ電波は路面によっても反射され、また大雨などのとき
に水没すると、反射強度が低下する可能性がある。した
がって、精度よく車両位置を検出するためには、何らか
の対策が必要となる。
【0007】本発明の目的は、雨などによって電波の反
射機能が阻害されることなく、不要反射物の影響を受け
にくい車両位置検出用電波反射体を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両を誘導案
内するレーンに沿って路面に設置され、車両から送信さ
れるミリ波以上の波長の電波を反射する車両位置検出用
電波反射体であって、車両下部に接触しない高さで、路
面から突出されるように電波反射部が形成されることを
特徴とする車両位置検出用電波反射体である。本発明に
従えば、レーダセンシング電波を反射する電波反射部
は、路面から突出するように形成されるので、大雨など
で路面が水没しても、水面上に電波反射部が突出し、レ
ーダセンシング電波を有効に反射して路面など不要複写
物の影響を受けにくくすることができる。電波反射部
は、車両の下部に接触しない高さで形成されるので、車
両の走行の障害とはならず、車両の通行の際に損傷を受
けることもない。
【0009】さらに本発明は、車両を誘導案内するレー
ンに沿って路面に設置され、車両から送信されるミリ波
以上の波長の電波を反射する車両位置検出用電波反射体
であって、入射される電波が直線偏波であるとき、反射
の際に偏波方向を変える偏波方向変更手段を有すること
を特徴とする車両位置検出用電波反射体である。本発明
に従えば、偏波方向変更手段によって入射される電波の
直線偏波の方向を、反射の際に変えることができるの
で、反射の際に方向が変更される偏波のみを受信するこ
とによって、不要反射物からの反射電波と容易に識別
し、不要反射物の影響を受けにくくすることができる。
【0010】また本発明で前記偏波方向変更手段は、入
射される電波に対してして予め定める角度で傾斜し、予
め定める間隔をあけて配列される複数の金属フィンを有
することを特徴とする。本発明に従えば、偏波方向変更
手段は、複数の金属フィンを、入射される電波に対して
予め定める角度で傾斜させ、予め定める間隔をあけるよ
うに配列して電波方向変更手段を構成するので、間隔や
角度の調整によって電波の反射強度を高め、路面などの
不要反射物の影響を受けにくくすることができる。
【0011】また本発明で前記金属フィンの予め定める
間隔は、入射される電波の周波数が遮断周波数以下とな
るように設定されることを特徴とする。本発明に従え
ば、金属フィンの間隔を入射される電波の周波数が遮断
周波数以下となるように設定されるので、金属フィンの
表面に垂直な方向の電界成分が強くなり、不要反射物と
の識別が容易になってその影響を受けにくくすることが
できる。
【0012】また本発明で、前記金属フィンの予め定め
る角度は、45°であることを特徴とする。本発明に従
えば、金属フィンに入射する電波の方向と金属フィンの
角度は45°となるので、入射電波と90°異なる偏波
方向の反射強度が大きくなり、不要反射物からの電波と
の区別が容易となって、不要反射物の影響を受けにくく
することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態と
しての車両位置検出用電波反射体の構成を示す。図1
(a)は路面に配置されている電波反射体の概略的な形
状を示し、図1(b)は車両位置を検出している状態を
示す。車両位置検出用電波反射体であるマーカ1は、路
面2の走路3内で、車両4の最低部分の高さに接触しな
い高さであって、かつ大雨などのときに電波反射部1a
が水没しない高さh1で路面2から突出している。路面
2に水が溜まっても、高さh2になるまでは電波反射に
影響しない。車両4の前方下部には検出用センサ5が設
けられ、マーカ1に向けてレーダセンシング用の電波を
送信波6として送り出し、反射波を受信波7として受信
する。センシング電波は、ミリ波以上の波長とすること
が好ましい。受信強度が最大となる方向に向かって走行
するように制御することによって、マーカ1の配列に沿
って車両4を誘導案内することができる。
【0014】図2は、本発明の実施の他の形態の概略的
な構成を示す。本実施形態では、車両位置検出用電波反
射体であるマーカ10の表面に、直線偏波の方向を変え
る偏波方向変更手段である縮退素子11を形成する。図
1の検出用センサ5は、送信部12および受信部13を
含み、送信部12からアンテナ14を介して直線偏波の
送信波6を送信する。縮退素子11によって反射される
受信波7は、アンテナ15を介して受信部13で受信さ
れる。
【0015】図3は、縮退素子11の一例を示す。図3
(a)は平面図、図3(b)は偏波方向を変更する状態
を示す。縮退素子11は、たとえば円形パッチ16の一
つの直径方向両端に切欠き17を設けるような平面形状
を有する。入射波電界18は、入射されるセンシング電
波の直線偏波の電界方向を示す。このような入射波電界
18が縮退素子11に与えられると、縮退素子11内で
90°電界の方向が異なる励振された波の電界19が発
生する。入射波電界18と励振された波の電界19の方
向が90°異なるので、縮退素子11によって反射され
る電波は、円偏波20として示すような旋回方向の円偏
波となる。すなわち、(b)に示すように、送信波の偏
波方向Eに対して90°異なる偏波方向E′の受信波が
再放射される。
【0016】図4は、図2に示す縮退素子11の代わり
に、マーカ21への接地角φがブリュースタ(Brewste
r)角以下で送信波6が入射するようにして、受信波7
の偏波方向を変える状態を示す。マーカ21の表面に垂
直な法線22を中心とし、入射する送信波6がマーカ2
1の表面と成す角度φが接地角となる。送信波6が円偏
波であり、接地角φがブリュースタ角以下であると、反
射される受信波7は、送信波6の円偏波の方向23と逆
方向24の円偏波となる。
【0017】図5は、図2および図3に示すように、直
線偏波の方向を90°変化させてレーダセンシングを行
うためのホーンアンテナ30の向きを示す。図5(a)
と図5(b)とは、直線偏波の方向Eが90°異なる状
態を示す。ホーンアンテナ30は矩形の開口部31を有
し、開口部31の短手方向が電界Eの方向となる。した
がって図5(a)では垂直方向の電界Eの直線偏波とな
り、図5(b)では水平方向の電界Eの直線偏波とな
る。このようにホーンアンテナ30の開口部31の向き
を90°回転させるだけで、送受の偏波方向を容易に変
えることができる。また、図4に示すように、マーカ2
1へ入射する送信波6の接地角をブリュースタ角以下に
して円偏波の旋回方向を逆転させる偏波方向変更手段の
場合は、円偏波用のアンテナを用い、旋回方向を送信と
受信とで異なるようにする。
【0018】本実施形態では、マーカ10,21からの
反射波と、路面2などの不要反射物からの反射波とは、
偏波の方向が異なるので、送信系と受信系との偏波方向
を変えることによって、容易に識別することができる。
【0019】図6は、本発明の実施のさらに他の形態に
よるマーカ40の概略的な構成を示す。本実施形態でマ
ーカ40は、複数の金属フィン41を有する。金属フィ
ン41は、一定の間隔でかつ入射するセンシング電波の
方向に対して一定の角度で傾斜するように路面2に設置
される。複数の金属フィン41に対してセンシング電波
が入射されると、その偏波方向の変化を伴って電波の反
射が行われる。
【0020】図7は、複数の金属フィン41に対してセ
ンシング用電波が入射されるときの電界の方向を示す。
図7(a)は入射波の電界方向Eと金属フィン41の表
面方向E1および法線方向E2の成分との関係を示す。
金属フィン41の間隔をL、入射方向と金属フィン41
との成す傾斜角をθとする。金属フィン41間の空間で
は、一定の周波数の範囲内の電波に対して、その伝播を
導波管内の進行波で近似することができる。このような
近似的な導波管内を電波がTE(TransverseElectric)
波として伝播し、伝播方向には磁界成分のみを有する。
センシング電波の波長をλ、金属フィン41内の波長を
λgとすると、次の第1式が成立することが知られてい
る。また第1式から第2式が導かれる。
【0021】
【数1】
【0022】 λg = λ / √{1−(λ/λc)2} …(2) ここでλcは、遮断波長であり、媒質中の光速度をcと
すると、次の第3式の関係によって遮断周波数fcが求
められる。
【0023】 fc = c / λc …(3) 第2式に示すように、入射波の波長λがλcより大きく
なると、λgは純虚数となり、金属フィン41の表面に
沿って伝播する電波は急激に減衰する。すなわち図7
(a)のE1方向の電界強度は低下し、E2方向の電界
強度が大きくなる。この結果図7(b)に示す反射波E
2’の強度が大きくなり、このうちのe1成分を受信ア
ンテナで受信するので、感度向上を図ることができる。
また、入射波の方向と金属フィン41の表面の方向との
成す角とθが45°であれば、結果的に図7(b)に示
すe1方向の電界強度を最大にすることができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、車両下部
に接触しない高さの範囲で路面から電波反射部が突出す
るように形成されるので、大雨などで路面に水が溜まっ
ても、水面より上でセンシング電波を反射し、不要反射
物の影響を受けにくくすることができる。
【0025】さらに本発明によれば、入射する電波の直
線偏波の方向を偏波方向変更手段によって変えるので、
偏波方向で不要反射物からの反射電波と容易に選別し、
不要複写物の影響を受けにくくすることができる。
【0026】また本発明によれば、偏波方向変更手段
は、入射されるセンシング電波方向に対して予め定める
角度で傾斜し、相互間で予め定める間隔をあけて配置さ
れる複数の金属フィンを有するので、角度と間隔とを調
整することによって、入射されるセンシング電波の周波
数を効率的に反射し、路面などの不要反射物からの反射
電波との区別を容易に行い、不要反射物の影響を受けに
くくすることができる。
【0027】また本発明によれば、複数のフィン間の間
隔が入射するセンシング電波の周波数が遮断周波数以下
となるように設定されるので、反射波の成分が大きくな
り、受信の際の感度向上を図って、不要反射物の影響を
受けにくくすることができる。
【0028】また本発明によれば、入射するセンシング
電波に対する金属フィンの傾斜角度は45°であるの
で、入射するセンシング電波の偏波の方向が90°変更
される反射電波の強度が大きくなり、受信感度の向上を
図って不要複写物の影響を受けにくくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示す斜
視図および側面図である。
【図2】本発明の実施の他の形態の概略的な構成を示す
簡略化した正面図である。
【図3】図2の実施形態で偏波の方向を変える縮退素子
11の平面図およびその作用を説明する図である。
【図4】図2の実施形態で、入射波と反射波とで円偏波
の旋回方向が変わる状態を示す簡略化した側面断面図で
ある。
【図5】送信波と受信波とで偏波の方向を変えることが
できるホーンアンテナの概略的な形状を示す斜視図であ
る。
【図6】本発明の実施のさらに他の形態のマーカを示す
斜視図である。
【図7】図6の実施形態の動作原理を示す簡略化した平
面図である。
【符号の説明】
1,10,21,40 マーカ 1a 電波反射部 2 路面 3 走路 4 車両 5 検出用センサ 6 送信波 7 受信波 11 縮退素子 14,15 アンテナ 16 円形パッチ 17 切欠き 18 入射波の電界 19 励振された波の電界 20 円偏波 30 ホーンアンテナ 31 開口部 41 金属フィン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01Q 15/14 G01S 13/91 Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両を誘導案内するレーンに沿って路面
    に設置され、車両から送信されるミリ波以上の波長の電
    波を反射する車両位置検出用電波反射体であって、 車両下部に接触しない高さで、路面から突出されるよう
    に電波反射部が形成されることを特徴とする車両位置検
    出用電波反射体。
  2. 【請求項2】 車両を誘導案内するレーンに沿って路面
    に設置され、車両から送信されるミリ波以上の波長の電
    波を反射する車両位置検出用電波反射体であって、 入射される電波が直線偏波であるとき、反射の際に偏波
    方向を変える偏波方向変更手段を有することを特徴とす
    る車両位置検出用電波反射体。
  3. 【請求項3】 前記偏波方向変更手段は、入射される電
    波に対してして予め定める角度で傾斜し、予め定める間
    隔をあけて配列される複数の金属フィンを有することを
    特徴とする請求項2記載の車両位置検出用電波反射体。
  4. 【請求項4】 前記金属フィンの予め定める間隔は、入
    射される電波の周波数が遮断周波数以下となるように設
    定されることを特徴とする請求項3記載の車両位置検出
    用電波反射体。
  5. 【請求項5】 前記金属フィンの予め定める角度は、4
    5°であることを特徴とする請求項3記載の車両位置検
    出用電波反射体。
JP8256398A 1996-09-27 1996-09-27 車両位置検出用電波反射体 Withdrawn JPH10103963A (ja)

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