JPH103598A

JPH103598A - 走路逸脱検出装置

Info

Publication number: JPH103598A
Application number: JP8155732A
Authority: JP
Inventors: Akihide Tachibana; 彰英橘
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の走路逸脱を確実に検出する。【解決手段】走路を規定する端部に凹凸面１００を形
成する。車両１０がこの凹凸面１００上を通過すると、
凹凸部での上下運動により、所定の周波数の音を発生す
る。車両に設けられたマイクロフォン１２でこの音を検
出し、走路逸脱を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は走路逸脱検出装置、
特に音波や磁界を用いて車両の走路逸脱を検出する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両走行時の運転操作の補助
や安全性向上を目的として種々の走行補助装置が開発さ
れており、車両の走路逸脱を自動検出して運転者等に報
知し、あるいは自動操舵して走路に復帰させるシステム
も提案されている。

【０００３】例えば、特開平４−２９３１０９号公報に
は、車載カメラを用いて路上の白線を認識し、車両の走
行レーンに対する位置を認識する技術が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車載カ
メラを用いた光学的手法による白線認識では、夜間時や
雨、霧等が発生する状況では白線部とそれ以外の部分の
コントラストが十分でなくなり、白線認識が困難となる
問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、時間や天候等の走
行環境によらず確実に車両の走路逸脱を検出できる装置
を提供することにある。

【０００６】

【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、走路を規定する端部に設けられ車両
通過時に車両との相互作用により音波を発生せしめる音
波発生手段と、車両に搭載され、前記音波を検出する音
波検出手段とを有し、前記音波により走路逸脱を検出す
ることを特徴とする。車両通過時に発生する音波を検出
することで、走行時間や天候に依存しない走路逸脱検出
が可能となる。

【０００７】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記音波発生手段は凹凸面であり、前記音波は、前
記凹凸面を車両が通過する際に発生する音波であること
を特徴とする。車両が凹凸面上を通過する際の上下運動
に伴って生じる音波を検出することで、インフラストラ
クチャ側も簡易な構成で済み、低コストで確実に走路逸
脱を検出できる。

【０００８】また、第３の発明は、第２の発明におい
て、前記凹凸面の凸部は所定ピッチで形成され、前記音
波検出手段は、前記ピッチに対応する周波数の音波を検
出することを特徴とする。このように、特定の周波数の
音波を検出することで、ノイズ等の影響を有効に防止で
きる。

【０００９】また、第４の発明は、走路を規定する端部
に設けられた磁性体と、車両に搭載され、路面方向に所
定の磁界を発生する磁界発生手段と、車両に搭載され、
磁界を検出する磁界検出手段とを有し、前記磁界検出手
段で検出される磁界の変化により走路逸脱を検出するこ
とを特徴とする。磁性体が存在しない領域（走路内）と
存在する領域（走路端部）では、磁性体の磁化分だけ磁
界が変化するので、この変化を検出することで、音波の
場合と同様に走行状況によらず確実に走路逸脱を検出で
きる。

【００１０】

【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。

【００１１】＜第１実施形態＞図１には、本実施形態の
システム構成図が示されている。走路を規定する端部に
は、音波発生手段としての凹凸面１００が敷設されてい
る。また、車両１０の前輪近傍には、車両１０が凹凸面
１００上を通過する際に生じる音を検出するためのマイ
クロフォン１２が設けられている。

【００１２】図２には、図１における凹凸面１００の一
部拡大図が示されている。凹凸面１００の凸部（突起）
１０２は所定の高さで、かつ、所定ピッチ（例えば１
ｍ）で形成されており、車両１０が凹凸面１００上を一
定の速度で通過した場合には、車輪から凸部１０２のピ
ッチに応じた一定の周期の音が発生することになる。も
ちろん、この周期は車速に反比例して減少するから、凸
部１０２の形成ピッチ及び車速が分かれば、発生する音
の周期、すなわち周波数を一義的に算出することができ
る。

【００１３】図３には、車両１０側の構成が示されてお
り、前輪近傍のマイクロフォン１２で検出した音は、高
速フーリエ変換器ＦＦＴ１４に供給され、周波数分析さ
れる。周波数分析された音は、さらにマイクロコンピュ
ータからなる処理部１６に供給され、所定の周波数の音
が検出されたか否かを判定することで、車両１０が凹凸
面１００上を通過しているか否かを判定する。

【００１４】図４には、本実施形態の全体処理フローチ
ャートが示されている。まず、マイクロフォン１２によ
り音を入力すると（Ｓ１０１）、ＦＦＴ１４では入力さ
れた音が一定レベル以上であるか否かを判定する（Ｓ１
０２）。入力音レベルが一定値以上であるものについて
は高速フーリエ変換を行い、ピーク周波数ｆ0 を検知す
る（Ｓ１０３）。検知されたピーク周波数ｆ0 は処理部
１６に出力される。処理部１６では、車速センサ等で検
出された現在の車速を読み込み（Ｓ１０４）、仮に車両
が凹凸面１００を通過した場合に発生すると予想される
周波数ｆ1 を車速及び凸部１０２の敷設ピッチから算出
する（Ｓ１０５）。なお、敷設ピッチに関するデータは
予めマイクロコンピュータのメモリに記憶しておく。そ
して、算出された予想発生周波数ｆ1 と実際に検出され
た周波数ｆ0 が一致するか否かを判定する（Ｓ１０
６）。この判定は、具体的には所定の判定しきい値Δｆ
を用いて行われ、

【数１】ｆ1 −Δｆ＜ｆ0 ＜ｆ1 ＋Δｆを満たすか否かで判定される。そして、実際に検出され
た周波数ｆ0 が予想周波数ｆ1 と一致すると判定された
場合には、車両が現在走路の端部にある凹凸面１００上
を通過していると判定し、このまま走行を続行すると走
路を逸脱する可能性ありと判定する（Ｓ１０７）。一
方、両周波数が一致しない場合には、車両は凹凸面１０
０上を走行しておらず、従って走路内を走行していると
判定する。なお、走路逸脱と判定された場合には、運転
者に警報を与える、あるいは操舵アクチュエータを駆動
して車両を走路に復帰させる等の措置を採ることができ
る。

【００１５】このように、本実施形態では、車両が凹凸
面１００を通過した場合にのみ生じる特定の周波数の音
を検出することで走路逸脱と判定するので、天候等の影
響を受けず、かつ、ノイズに影響されず確実に車両の走
路逸脱を検出できる。

【００１６】＜第２実施形態＞上述した第１実施形態で
は、走路を規定する端部に凹凸面を敷設したが、本実施
例では、磁性体を端部に敷設する場合を示す。

【００１７】図５には、本実施形態の構成が示されてお
り、走路の端部に磁性体として鉄板２００が敷設されて
いる。もちろん、鉄板の他に任意の磁性体を用いること
も可能である。

【００１８】図６には、本実施形態の車両側の構成が示
されている。車両１０の下部には永久磁石１８が設けら
れており、また、この永久磁石の近傍には、垂直又は水
平方向の磁界を検出するための磁気センサ２０が設けら
れている。磁気センサ２０は、永久磁石からの距離が一
定となるように配置され、かつ、車両１０が鉄板２００
の上を通過する場合には、永久磁石１８と鉄板２００の
間に位置するように配置されており、永久磁石１８のみ
ならず、鉄板２００の磁化による磁界も検出するように
なっている。従って、車両１０が鉄板２００上を走行し
ていない場合には、永久磁石１８の発生する所定の磁界
のみを検出するが、車両の走路が逸脱して鉄板２００の
上を走行するようになると、永久磁石１８の磁界に加
え、鉄板２００からの磁界も検出することになるので、
検出磁界の強度に変化が生じることになる。そこで、こ
の検出磁界の変化により、車両の走路逸脱を検出するこ
とができる。なお、図には示していないが、本実施形態
でも磁気センサ２０からの検出信号はマイクロコンピュ
ータからなる処理部１６に供給され、この処理部１６で
走路逸脱が判定される。

【００１９】図７には、本実施形態の全体処理フローチ
ャートが示されている。まず、走行前に、永久磁石１８
単独の磁界を磁気センサ２０で検出して基準磁界（リフ
ァレンス磁界）Ｂr とする（Ｓ２０１）。検出したリフ
ァレンス磁界Ｂr は処理部１６のメモリに記憶される。
走行を開始後、磁気センサ２０で磁界を測定し（Ｓ２０
２）、測定磁界Ｂo がリファレンス磁界Ｂr と一致する
か否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、検出磁界Ｂo
がリファレンス磁界Ｂr と一致する場合には、車両１０
は鉄板２００上を走行しておらず走路内に位置すると判
定され、両磁界が一定時間以上一致しない（検出磁界が
リファレンス磁界をしきい値以上越える）場合には、車
両１０が鉄板２００上を走行しているとして走路逸脱と
判定する（Ｓ２０４）。

【００２０】このように、本実施形態によれば、鉄板上
とそれ以外での磁界の変化に基づいて走路逸脱を検出す
るので、天候や走行時間等に影響されず確実に走路逸脱
を検出でき、車両を走路に沿って誘導することができ
る。

【００２１】なお、本実施形態においては車両に永久磁
石を設けたが、永久磁石の代わりに電磁石を用いること
ができるのは言うまでもなく、永久磁石の場合に生じる
おそれのある路上に散乱している鉄粉等のゴミ吸引とい
う問題も、電磁石の場合には定期的に電流をＯＮ、ＯＦ
Ｆすることで有効に防止できる。

【００２２】また、本実施形態では、磁気センサ２０に
より垂直あるいは水平磁界の強度を検出し、その強度変
化に基づいて走路逸脱を検出したが、磁気センサで垂直
及び水平方向の磁界成分を検出し、磁界の方向の変化を
検出することにより走路逸脱を検出することも可能であ
る。

【００２３】さらに、本実施形態において、走路の端部
全面に鉄板を敷設するのではなく、所定ピッチで敷設す
ることも可能であり、この場合には、第１実施形態と同
様にピッチ及び車速に応じた磁界の変化の特定の周波数
を検出することで、より確実に走路逸脱を検出できる。

【００２４】＜第３実施形態＞第１実施形態及び第２実
施形態において、走路の端部を走路の幅方向に複数段に
分け、それぞれに異なるピッチの凹凸面あるいは鉄板を
敷設するようにしてもよい。

【００２５】図８には、このような場合の一例が示され
ており、走路の端部を２段階に分け、走路側端部に第１
のピッチの凹凸面（あるいは鉄板）３００を敷設し、外
側端部に第２のピッチの凹凸面４００を敷設している。
このように構成することで、車両の走路の逸脱度を、発
生する音波あるいは磁界変化の周波数の変化により検出
できるため、例えば第１ピッチの段階では運転者に単に
警報を与えるのみとし、第２ピッチの段階では操舵制御
を強制実行する等のように、一層確実に走路逸脱を防止
することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天候や時間等の走行状況に依存せず、確実に車両の走路
逸脱を検出できるので、車両を走路に沿って誘導するこ
とが従来以上に容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成図である。

【図２】同実施形態の凹凸面の一部拡大図である。

【図３】同実施形態の車両側の構成図である。

【図４】同実施形態の全体処理フローチャートであ
る。

【図５】本発明の第２実施形態の構成図である。

【図６】同実施形態の車両側の構成図である。

【図７】同実施形態の全体処理フローチャートであ
る。

【図８】本発明の第３実施形態の路面構成を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０車両、１２マイクロフォン、１４ＦＦＴ、１
６処理部、１８永久磁石、２０磁気センサ、１０
０凹凸面、２００鉄板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走路を規定する端部に設けられ、車両通
過時に車両との相互作用により音波を発生せしめる音波
発生手段と、車両に搭載され、前記音波を検出する音波検出手段と、を有し、前記音波により走路逸脱を検出することを特徴
とする走路逸脱検出装置。
【請求項２】前記音波発生手段は凹凸面であり、前記
音波は、前記凹凸面を車両が通過する際に発生する音波
であることを特徴とする請求項１記載の走路逸脱検出装
置。
【請求項３】前記凹凸面の凸部は所定ピッチで形成さ
れ、前記音波検出手段は、前記ピッチに対応する周波数
の音波を検出することを特徴とする請求項２記載の走路
逸脱検出装置。
【請求項４】走路を規定する端部に設けられた磁性体
と、車両に搭載され、路面方向に所定の磁界を発生する磁界
発生手段と、車両に搭載され、磁界を検出する磁界検出手段と、を有し、前記磁界検出手段で検出される磁界の変化によ
り走路逸脱を検出することを特徴とする走路逸脱検出装
置。