JPH10105231A - 車両位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 天候によらず車両の路面上位置を精度良く検
出する。 【解決手段】 路面に電波反射体１００を設け、車両に
ミリ波以上の波長の電波を送受信する送受信器１２を設
ける。電波反射体１００は、路面に鋸歯状（ジグザグ
状）に設置されており、路面幅方向における車両の位置
に応じて受信信号の周期が変化するため周期の変化に基
づいて車両位置を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両位置検出装置、
特に電波を用いた位置検出に関する。

【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】例えば、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
幅以下に２個１組の光センサを設けて車両姿勢を検出す
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で白線に対する車
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り十分な光
反射が得られない場合がある。また、屋内ならともか
く、実際の路上は雨や雪等の影響があり、特に雨天の場
合には光反射テープのみならず水た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い
問題があった。車載カメラを用いる場合も同様に天候の
影響を受けやすく、雨天時等では白線と路面の他の部分
とのコントラストが十分でなく、白線を高精度に抽出で
きない問題があった。

【０００５】そこで、ミリ波以上の電波を用いて車両位
置を検出する考えがある。すなわち、路面の所定位置、
例えば路面の中央に電波反射体を設け、車両に電波送受
信器を設け、送信した電波の反射強度から電波反射体の
有無を検出することで車両位置を検出するのである。但
し、車高の変化により反射強度が変化し得るため、精度
良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。

【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、天候等の周囲環境の影響を受け
ず、かつ、徒に車載の装置構成を複雑化することなく常
に精度良く路面に対する車両の位置を検出できる装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、路面に設けられた電波反射手段と、
路面に対してミリ波以上の波長の電波を送信する車載の
送信手段と、前記電波反射手段から反射した電波を受信
する車載の受信手段と、前記受信手段で受信した電波強
度に基づいて前記電波反射手段に対する車両の相対位置
を検出する車載の検出手段とを有し、前記電波反射手段
は、路面幅方向でその周期が変化するように鋸歯状に設
けられていることを特徴とする。このように、電波反射
手段を鋸歯状としてその周期を路面幅方向に変化させる
ことで、受信信号の周期の変化を検出すれば車両の位置
を検出することが可能となる。なお、受信信号の周期は
車高が変化しても不変であり、周期は単一の電波送受信
手段の受信信号から検出できるので、複数の電波送受信
器を車両に設ける等の装置構成の複雑化を招くことなく
車両位置を検出できる。

【０００８】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、さらに車両の進行方向を検出する方向検出手段を有
することを特徴とする。鋸歯状のように周期が路面中央
に対して対称をなしている場合には、その周期の変化か
ら路面中央に対して車両がどの程度変位しているかは分
かるが、変位の方向（左右のいずれの方向か）は分から
ない。左右で同じ周期変化量を示すからである。そこ
で、例えば操舵角センサ等の方向検出手段と組み合わせ
ることで、車両の位置をより正確に検出できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１０】図１には本実施形態の概念構成図が示され
ている。車両１０の中央下部には１個の送受信器１２が
設けられ、路面に向けてミリ波以上の波長の電波を送信
する。路面には、鋸歯状（いわゆるジグザグ状）に電波
反射体１００が設けられており、車両１０から送信され
た電波を反射する。このようにジグザグ状に電波反射体
１００を設けている理由及びその効果については後述す
る。電波反射体１００としては、鉄や真鍮、アルミニウ
ム等の金属板または金属粒体を含んだ塗料を路面に塗布
したものを用いることができる。電波反射体１００から
の反射電波は送受信器１２で受信され、その電波強度が
検出される。電波の送信領域に電波反射体１００が存在
する場合にはその反射強度は増大し、電波反射体１００
がない場合にはその反射強度は減少する。なお、符号２
００は走路の白線である。ミリ波以上の波長の電波を用
いることで、光を用いる場合に比べて水分の影響を抑制
することができる。すなわち、例えば電波反射体１００
以外のところに水たまりが存在しても、光の場合に比べ
てそこからの反射は小さいので水たまりを電波反射体と
誤認することがなくなる。

【００１１】図２には本実施形態の車両側の構成ブロッ
ク図が示されている。送受信器１２は送信器１２Ｔと受
信器１２Ｒとして示されている。送信器１２Ｔ及び受信
器１２Ｒのビーム領域は１２ａであり、車両中心線を含
む領域である。このビーム領域１２ａに電波反射体１０
０が存在する場合には、受信器１２Ｒで電波反射体１０
０から反射した電波を受信できることになる。但し、上
述したように電波反射体１００は路面にジグザグ状に設
けられているため、車両１０が路面に沿って走行する場
合、周期的に電波反射体１００を横切ることになり、そ
の受信信号も周期的なものとなる。受信器１２Ｒからの
受信信号は電子制御装置ＥＣＵ１４内の受信信号処理部
１８に出力され、処理部１８は受信信号強度の周期を算
出する。算出された周期値は偏差量演算部２０に出力さ
れ、演算部２０では周期に基づいて偏差量を算出し、操
舵制御用のＥＣＵ（不図示）に供給する。なお、送信制
御部１６は、送信器１２Ｔと受信器１２Ｒのタイミング
を制御するものである。

【００１２】以上が本実施形態の基本構成であるが、図
２においては、さらに車両の操舵角を検出する操舵角セ
ンサ２２も設けられ、その検出信号がＥＣＵ１４内の偏
差量演算部２０に供給されている。これは、車両が路面
中央に対して左右いずれの方向に変位しているかを判定
するためのものであり、その詳細は後述する。

【００１３】図３には本実施形態における路面上の車両
１０の位置とその時の受信信号強度の変化を模式的に示
したものである。（Ａ）は電波反射体１００と車両の位
置関係を示す平面図であり、(I)は路面のほぼ中央を走
行している場合、(II)は路面中央から左に変位して走行
している場合である。（Ｂ）は車両位置が(I)の場合に
おける受信信号のタイミングチャートであり、路面のほ
ぼ中央ではジグザグ状の電波反射体１００はほぼ等間隔
で出現するため、受信信号の周期もほぼ一定（すなわ
ち、デューティ比がほぼ５０％）となる。一方、（Ｃ）
は車両位置が(II)の場合における受信信号のタイミング
チャートであり、路面の中央から外れた位置では電波反
射体１００の出現タイミングは等間隔でなく、短い間隔
と長い間隔が混在するようになり、デューティ比が５０
％からずれてくる。すなわち、ジグザグ状に電波反射体
１００を設けると、車両の路面幅方向の位置に応じてそ
の受信信号の周期が変化することになり、その周期変化
量は路面中央からの車両の偏差量に応じて決定される。
そこで、ＥＣＵ１４内の偏差量演算部２０は、予め路面
中央からの偏差量と周期の関係を求めてメモリに格納し
ておき、受信信号処理部１８から供給された周期の変化
に対応する偏差量をメモリから読み出して操舵ＥＣＵに
出力する。なお、車高が変化しても受信強度が変化する
だけでその周期には影響を与えないため、１個の送受信
器１２のみで確実に車両の偏差量を算出することが可能
である。

【００１４】一方、本実施形態におけるジグザグ状の電
波反射体１００は路面中央を基準として対称に設けられ
ているため、周期の変化からは車両が路面中央に対して
左に変位しているのか、あるいは右に変位しているのか
が分からない。つまり、図３における(II)と同様の偏差
量で路面中央に対して右に変位している場合には、その
受信信号の周期は(II)と同様の周期となり両者を区別す
ることができない。そこで、偏差量演算部２０は、操舵
角センサ２２からの検出信号に基づいて、車両が左右い
ずれの方向に変位しているかを判定する。例えば、過去
においてデューティ比５０％を示した後に車両が左操舵
を実行し、その後右操舵を実行していない場合において
図３（Ｃ）に示す周期変化が検出された場合には、車両
は路面中央から左に変位していると判定でき、逆に、過
去において右操舵を実行しその後左操舵を実行していな
い場合において図３（Ｃ）の周期変化が検出された場合
には、車両は路面中央から右に変位していると判定でき
る。このように、偏差量演算部２０は、操舵量と周期変
化（あるいはデューティ比）に基づいて、路面における
車両の位置を確実に検出することができる。

【００１５】なお、図３においては車両が路面に沿って
走行、すなわち路面幅方向に対して垂直な方向に走行す
る場合について示したが、図３（Ａ）の破線に示すよう
に車両がゆっくり左右に蛇行気味に走行する場合も同様
に処理することができる。この場合の受信信号の周期は
（Ｄ）のように変化することとなる。ここで、３つの連
続した受信信号の周期を算出すると、例えば、時刻ｔ
0、ｔ1、ｔ2の３つの受信信号の周期Δｔ1＝ｔ1−ｔ0、
Δｔ2＝ｔ2−ｔ1となり、周期の変化（デューティ比）
はこれらの周期の比率、例えばΔｔ1／Δｔ2で算出され
る。受信信号全体の周期の変化に着目すると、連続した
３つの受信信号ｔ0、ｔ1、ｔ2の周期の変化と、ｔn、ｔ
n+1、ｔn+2の周期の変化とは異なっている。これは前者
が路面の右寄りから中央に向かって車両が進行するため
にデューティ比が増大するのに対し、後者は路面の左寄
りから中央に向かって操舵を切り換えた直後であるため
周期の間隔が同図（Ｃ）とほぼ同様になってデューティ
比が減少するからである。従って、この場合において
も、周期の変化及び操舵から、車両が右寄りから路面中
央に戻ろうとしているのは、あるいは逆に左寄りから路
面中央に戻ろうとしているのかを検出することができ
る。

【００１６】なお、本実施形態において、電波反射体１
００を鋸歯状（ジグザグ状）ではなく、正弦波状に形成
しても同様の効果を得ることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天候等の周期環境の影響を受けず、かつ、多数の電波送
受信手段を車両に設けることなく、路面上の車両位置を
確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の概念構成図である。

【図２】 同実施形態の車両側の構成ブロック図であ
る。

【図３】 同実施形態の車両位置と受信信号周期の関係
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 車両、１２ 送受信器、１４ 電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）、１００ 電波反射体、２００ 白線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面に設けられた電波反射手段と、 路面に対してミリ波以上の波長の電波を送信する車載の
   送信手段と、 前記電波反射手段から反射した電波を受信する車載の受
   信手段と、 前記受信手段で受信した電波強度に基づいて前記電波反
   射手段に対する車両の相対位置を検出する車載の検出手
   段と、 を有し、前記電波反射手段は、路面幅方向でその周期が
   変化するように鋸歯状に設けられていることを特徴とす
   る車両位置検出装置。
2. 【請求項２】 車両の進行方向を検出する方向検出手段
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の車両位
   置検出装置。