JPH1089974A - 光学式車両位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式車両位置検出装置において、太陽光の
影響を防ぐ。 【解決手段】 車両１下部に光送受信器２を設け、路面
に向けて光を投光するとともに、光反射体３からの反射
光を受光し、車両１の相対位置を検出する。車両１には
太陽光検出装置４を設けて太陽光の入射方向を検出し、
光反射体３が影の部分に入るように光送受信器２をアク
チュエータ５で回転させる。太陽光の反射光がノイズと
して混入することを防ぎ、検出精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両位置検出装置、
特に路面に設けられたマーカを光学的に検出して車両位
置を特定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、路面にマーカを設け、車両に
搭載した検知器で光学的にマーカを検出することで車両
位置を検出する技術が知られている。すなわち、車両前
後に投光器及び受光器を設け、受光器での検出強度に基
づいて車両のマーカからの相対変位や車両ヨー角を検出
する。

【０００３】例えば、実開平１−１０６９１０号公報に
は路面に敷設された反射テープに光を投射し、その反射
光を受光することで基準の誘導位置からの変位を演算す
る構成が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、屋内で
はともかく、実際の道路に上記技術を適用して車両位置
を検出する場合、自車両の投光器の他に強い外部光源が
あると、正規のマーカ以外からの反射光も受光器で受光
してしまうため、正確に車両位置を検出することが困難
となる。特に太陽光はエネルギーレベルが大きく、位置
検出における最大のノイズとなる問題がある。

【０００５】もちろん、投光器及び受光器を車両中心部
の下部に設置すれば太陽光の影響は除去し得る（マーカ
は車両の影部に入る）が、車両中心部の変位のみを検出
することになるため車両前後の変位、すなわち車両ヨ−
角の検出精度が低下する問題が生じてしまう。

【０００６】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、車両ヨー角の検出精
度を低下させることなく太陽光の影響を除去して高精度
に車両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、路面に設けられた光反射体と、路面
に向けて光を照射する投光手段と、前記光反射体で反射
された光を受光する受光手段と、前記受光手段の受光強
度に基づき前記光反射体に対する車両の相対位置を検出
する位置検出手段とを備える光学式車両位置検出装置に
おいて、太陽光の入射方向を検出する車載の太陽光検出
手段と、検出された入射方向に基づき、前記光反射体が
車両の影領域に位置する場合に前記投光手段を駆動する
駆動手段とを有することを特徴とする。光反射体が車両
の影にある場合に投光手段を駆動するので、太陽光の影
響を避けることができる。なお、太陽光の入射方向は、
具体的には太陽の方位及び高度で決定される。

【０００８】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記駆動手段は、前記入射方向に応じて前記投光手
段の投光角度を変化させることを特徴とする。投光角度
を太陽光の入射方向に応じて可変とすることで、常に光
反射体が影の領域にあるように投光・受光を行うことが
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には本実施形態における車両前部の構
成が示されている。車両１前部には太陽光検出装置４が
設けられており、車両１に対する太陽光の入射方向を検
出する。その検出原理は基本的に日時計の原理である
が、その詳細は後述する。また、車両１前部の下部には
光送受信器２が設けられており、路面に向けて光を投光
するとともに、その反射光を受光する。但し、本実施形
態では、光送受信器２は車両１にアクチュエータ５を介
して設けられており、図中矢印で示すように鉛直面内で
回転可能となっている。アクチュエータ５の回転角は太
陽光検出装置４で検出した太陽光の入射方向に応じて制
御される。一方、路面には光反射体３が敷設されてい
る。光反射体３としては、回帰性反射素材（入射した光
を入射方向に反射する）が望ましい。

【００１１】なお、光送受信器２の構成としては、図２
（Ａ）に示すように投光器２ａと受光器２ｂを並列して
構成する場合と、図２（Ｂ）に示すように投光器２ａと
受光器２ｂを同一位置に構成する場合があり、本実施形
態ではいずれの構成を採用することもできる。

【００１２】図３には本実施形態の構成ブロック図が示
されている。太陽光検出装置４からの検出信号は演算回
路６に供給される。演算回路６では、検出信号に基づい
て太陽光の入射方位及び高度を決定し、これに応じてア
クチュエータ５に制御信号を供給してアクチュエータ５
を駆動する。具体的には、太陽が車両１に対して正面方
向にあり、かつ、太陽高度が低い程アクチュエータ５の
回転角を増大させ、路面に対して斜めに投光する。演算
回路６は太陽光検出装置４と一体的に構成することもで
き、あるいは受光器２ｂからの反射信号を処理して車両
位置を算出する電子制御装置ＥＣＵと一体的に構成する
ことも可能である。

【００１３】図４には太陽光検出装置４の具体的な構成
が示されている。（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図であ
り、方位を１２分解能、高度を４分解能で検出する例で
ある。太陽光検出装置４は円盤状をなしており、透明の
ドーム４ｙで覆われている。円盤状の基板には放射状に
受光素子が配置されている。図では、合計１２列の受光
素子４ａ、４ｂ、・・・、４Ｌが放射状に配置されてお
り、それぞれの列は４個の受光素子（例えば４ａ列は４
ａ1、４ａ2、４ａ3、４ａ4）で構成されている。受光素
子の放射中心にはポール４ｚが立設しており、このポー
ルが日時計の柱として機能する。すなわち、太陽光検出
装置４に太陽光が入射すると、ポール４ｚの影が円盤基
板に投影される（図中の斜線領域）。この影が投影され
た位置の受光素子では受光できず、他の受光素子では受
光できることになるので、各受光素子からの信号を検出
することで、太陽光の入射方位及び高度を検出すること
ができる。

【００１４】図５には演算回路６の有する入射方位決定
回路（Ａ）及び高度決定回路（Ｂ）の一例が示されてい
る。入射方位決定回路は放射状の１２列の受光素子群の
うち、ポール４ｚに最も近い受光素子４ａ4、４ｂ4、４
ｃ4、・・・、４Ｌ4からの検出信号を入力する比較器６
ａを有し、最も出力の小さい受光素子番号を出力する。
これにより、ポール４ｚの影の方向、すなわち太陽光の
入射方位を決定することができる。図４の例では、受光
素子４ａ4からの検出信号が最も小さいので、４ａ4が出
力されることになる。また、高度決定回路はそれぞれの
列の受光素子からの検出信号を入力する比較器６ｂを有
しており、比較器６ｂはどの受光素子までの検出信号が
小さいかを出力する。これにより、太陽高度が４段階で
評価できることになる。図５（Ｂ）では４ａ列の受光素
子が示されており、図４の例ではポール４ｚの影は４ａ
2まで延びているので、比較器６ｂは４ａ2を出力する。
以上のようにして入射方位及び太陽高度が決定され、入
射方位が車両の進行方向にある場合にはその高度に応じ
て光送受信器２を回転させる。具体的には、入射方位と
車両の進行方向を比較し、さらに太陽高度と車両寸法か
ら車両下部に形成される影の位置を算出して、その影の
位置に投光するために必要な回転角を決定する。

【００１５】なお、入射方位が進行方向と逆方向にある
場合には光反射体３は影に入っているので回転させる必
要はなく、路面に対してほぼ垂直に光を投光すればよ
い。

【００１６】図６及び図７には以上述べた太陽の位置と
光送受信器２の角度の関係が模式的に示されている。図
６は太陽の入射方位が進行方向と逆方向にある場合で、
路面に設けられた光反射体３は車両１の影の部分にある
ため、光送受信器２は路面に対してほぼ垂直位置（初期
位置）に設定される。この状態で光を投光し、反射光を
受光することで、太陽光の反射によるノイズの影響を受
けずに精度良く車両位置を検出できる。

【００１７】一方、図７は太陽の入射方位が車両の進行
方向と同一方向にある場合で、仮に光送受信器２が図６
の位置にあるとすると光反射体３は太陽光に晒されるこ
とになり、光反射体３以外からの太陽光の反射光がノイ
ズとして混入する問題が生じるが、本実施形態ではアク
チュエータ５により光送受信器２を回転させて影の部分
に投光しその光を受光するので、太陽光によるノイズを
防止することができる。なお、光送受信器２の最大回転
角は受光できる反射強度で決定され（大きな角度で投光
すると、その反射強度が低下するため光反射体３からの
信号が検出不能となる）、例えば４５度に設定される。

【００１８】以上、本発明の実施形態について車両前部
を例にとり説明したが、車両後部の動作も同様である。
但し、車両後部の場合には、太陽の入射方位が車両の進
行方向と逆方向にある場合（図６にような場合）に光送
受信器を回転させる必要がある。また、車両の左右に光
送受信器を設ける構成とした場合にも、太陽光の入射方
向に応じて内側に回転させれば良い。

【００１９】また、本実施形態では太陽光の入射方位と
高度を検出するために日時計の原理を利用した太陽光検
出装置４を設けたが、ＧＰＳを用いて入射方位や高度を
検出することも可能である。ＧＰＳでは、現在時刻、現
在地の緯度、経度情報が得られるので、これらを用いて
太陽の入射方位及び高度を推定しても良い。

【００２０】また、本実施形態では光送受信器２を回転
させることにより、光反射体３が車両の影にある位置で
投光・受光を行うことを可能としたが、車両ヨー角の精
度を大きく損なわない範囲内で光送受信器２を車両中心
部方向に平行移動させる構成とすることも可能である。
この場合、太陽光の入射方向に応じて演算回路６は光送
受信器２の移動量を決定することになる。

【００２１】さらに、太陽光の入射方向がある程度既知
である場合、例えば車両が特定の時刻に特定の場所を特
定の方向に移動することが明らかである場合には、太陽
光検出装置４等を設けずに光送受信器２を初めからある
角度回転させて固定させることも考えられる。図８には
このような場合の構成が示されており、θsの角度をな
して投光するように固定されている。これにより、光送
受信器２を路面に対して鉛直とした場合に比べてある程
度のノイズ低減を図ることが可能である。但し、光反射
体３からの反射信号は入射角度が９０度（光反射体３に
対して垂直に投光する場合）で最大となるので、太陽光
の影響がないことが明らかである場合に入射角度を９０
度に設定できる図１の構成がより好ましいことは言うま
でもない。

【００２２】いずれにせよ、本発明の要旨は光反射体３
が車両の影にある位置で投光・受光が可能となるように
光送受信器２を設定することにあるので、この技術思想
の範囲内で種々の変形使用が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば太
陽光の影響を除去して高精度に車両位置を検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の構成図である。

【図２】 光送受信器の配置説明図である。

【図３】 同実施形態の構成ブロック図である。

【図４】 太陽光検出装置の構成図である。

【図５】 太陽光の入射方位及び高度を検出する回路説
明図である。

【図６】 太陽光の入射方位が進行方向と逆方向の場合
の光送受信器位置を示す図である。

【図７】 太陽光の入射方位が進行方向と同一方向の場
合の光送受信器位置を示す図である。

【図８】 本発明の他の実施形態の構成図である。

【符号の説明】

１ 車両、２ 光送受信器、３ 光反射体、４ 太陽光
検出装置、５ アクチュエータ、６ 演算回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面に設けられた光反射体と、 路面に向けて光を照射する投光手段と、 前記光反射体で反射された光を受光する受光手段と、 前記受光手段の受光強度に基づき前記光反射体に対する
   車両の相対位置を検出する位置検出手段と、 を備える光学式車両位置検出装置において、 太陽光の入射方向を検出する車載の太陽光検出手段と、 検出された入射方向に基づき、前記光反射体が車両の影
   領域に位置する場合に前記投光手段を駆動する駆動手段
   と、 を有することを特徴とする光学式車両位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、前記入射方向に応じて
   前記投光手段の投光角度を変化させることを特徴とする
   請求項１記載の光学式車両位置検出装置。