JPS6227616A - 車両位置検出方式 - 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】 産業上の利用分野 本発明は走行中の車両が現在走行している位置を検出表
示する方式に関し、特に車輪の一部に帯磁した金属片を
埋め込み、その車輪に近接した車体位置に磁気検出素子
を取り付けた車両を使用することにより、その車両の位
置を検出することを特徴とする車両位置検出力式に関す
る。

従来の技術 従来、走行中の車両が現在走行している位置を検出する
方式としては、（１）手動設定方式、（２）双曲線方式
、（３）三辺方式、（４）円方式、（５）信号減衰方式
、（６）送信局分散方式（近接方式）、（７）受信局分
散方式（逆近接方式）、（８）２次元レーダ方式、（９
）推測航法方式、ａα距離積算方式がある。上記（１）
は車両の乗務員が押釦などにより、位置設定を行なう方
式である。（２）は複数の基地局からの電波の到達時開
蓋または位相差の等しい曲線（双曲線）の交点を求めて
車両位置とする方式である。（３）は基地局から起動信
号を送信し、車からの応答信号を複数の受信局で受信し
、時間差または位相差により位置を決定する方式である
。（４）は３つの基地局から同時に起動信号を送信し、
車からの応答信号を同じ基地局で受信し、応答時間から
３つの円の交点として位置を決定する方式である。（５
）は基地局から起動信号を送信し、車からの応答信号の
電界強度を３つの受信局で測定し、等電界強度曲線の交
点から位置を決定する方式である。（６）はサインポス
トから小出力信号を送信し、車で受信し、センターで収
集する方式である。（力は車からの信号を狭域受信を行
うサインポストで受信し、車の位置を決定する方式であ
る。（８）は基地局から指向性電波を送信し、車からの
応答信号の応答時間により距離を求め、位置を決定する
方式である。（９）はジャイロセンサまたは方位センサ
を車に搭載し、車内ですべての位置計測を行なう方式で
ある。（１０１は予め定められたルートを走行する場合
に用いられる方式で、距離計情報から位置を決定する方
式である、 以上の方式のうち、（２）ないしく８）は電波を利用し
て車両位置を自動的に決定する方式である。

上記（１）〜ａＧのサービス範囲、精度２問題点、設備
の大小、設備費について比較して示すと第１表のように
なる、 第１表　　各種車両位置検出方式の比較よって、電波の
到達経路が複数にな今問題。

発明が解決しようとする問題点 上述した従来の車両位置検出方式には、次のような欠点
がある。

（１）手動設定方式：人が車両の付近を見て場所を判断
し、人手によって設定する必要があシ、手間がかかる。

、このため判断の誤シが発生したシ、車の運転に支障が
発生したりする可能性がある。

（２）双曲線方式二車戦機が高価となる１、複数の無線
設備が必要となシ、システム全体が高価となる。無線を
使用するためマルチパスの問題が発生する場合がある１
、（注：マルチパスの問題とは、ビルや山等の電波を反
射する物体によって、電波の到達路が複数にな）、受信
不良、受信不能、電波の経路長の検知ミス等が発生する
問題をいう、） （３）三辺方式：高出力の車載機が必要となシ高価とな
る。複数の無線設備が必要となり、システム全体が高価
となる。またマルチパスの間ＩＪｉが発生し得る。

（４）円方式ニジステム全体が高価となる。またマルチ
パスの問題が発生し得る。

（５）信号減衰方式ニジステム全体が高価となシ、マル
チパスの問題もある。

（６）近接方式：サインポストが少いときは、位置検出
精度が悪く、多いときはシステム全体が高価となる。

（７）　　逆近接方式：近接方式と同様の欠点がある。

（８）２次元レーダ方式ニジステム全体が高価である。

またマルチパスの問題もあシ、特に建物等の電波に対す
る障害物の影響を非常に受は易い。

（９）推測航法方式：位置計測設備が比較的高価である
１、また誤差が累積されるので、位置の校正が必要であ
る。

（１０１距離積算方式：予め定められたルート以外では
使えない。

問題点を解決するだめの手段 本発明の目的は上述の欠点をなくし、システム全体が藺
単で経済的であシ精度よく、かつ誤差の累積をなくし、
道路上のどこを走行しても当該車両の現在位置を自製的
に表示することができ、更に無線機を付加することによ
り、基地局等に当該車両の現在位置を伝送する機能を付
加することができる拡張性の高いシステムを実現する方
法を提供することにある。

本発明の車両位置検出方式の構成としては、車両の前輪
に埋め込んだ磁石と、車体側に取り付けられ前記磁石か
らの磁力を検出する複数個の検出素子と、これらの検出
素子からの信号の増幅部と、この増幅部の出力信号のア
ナログ−デジタル変換部と、この変換部からの出力信号
の演算処理部と、諸種の情報の入力部と、諸種のデータ
の記憶部と、前記演算処理部からの出力信号による表示
駆動部と、この駆動部により表示を行う表示部との組合
せにより、光示部上に車両の現在位置を表示させるもの
である。

なお付属事項として、演算処理部からの重両の現在位置
を示す信号を、インターフェースと無線機とアンテナを
介して遠隔地に無線伝送する場合もあることを含んでい
る。

実施例 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の前部車輪（以下「前輪」と
略記）１０１０部分を示す。前輪の片方または両方に第
１図のように１つまたは複数の永久磁石１０２が埋め込
まれている。第２図は前記磁石の磁気を検出するための
磁気核出累子（以下「検出素子」と略記）１〜５，１１
〜１５の配置を示す。検出素子は車体の前輪に近い位置
に設置するものとする。第３図は前輪と検出素子の位−
関係を示す１、第４図は本発明を一気的に見たシステム
系統図である。

次にこれらの動作について説明すると、第２図、第３図
から明らかなように、前輪が回転すると、前輪に埋め込
まれた磁石１０２か検出素子１〜５．。

１１〜１５に近づいたり離れたシする。これに伴りて、
検出素子の電気的出力が大きくなったｐ小さくなったプ
する。検出素子はａ数個あ）、それぞれの電気的出力の
最大値はノ・ンドルをきる、ずなわち前輪の角度を車体
に対して変えることにより変化する。この様子を第５図
にて示す。第５図中では第２図の検出素へおよび４に着
目して説明するが、他の検出素子についても同様である
。なお磁石１０２が１個ある場合について説明する、。

まず、前輪が車体と同一方向を向いているときすなわち
第１図のＡ−Ａ’と第２図のＣ−Ｃ／が一致していると
き、前輪が回転すると、検出素子３の出力は第５図の曲
線１のように変化する。すなわち、検出素子３と前輪に
埋め込まれた磁石１０２が最接近したとき、出力は最大
となシ、離れるに従って急減する１一方、検出素子４の
出力は曲線４のように変化し、検出素子３の出力にほぼ
同期して最大となるが、検出素子３の最大出力値よりも
小さい、１これは磁石１０２と検出素子４が最接近した
ときの距離は、磁石１０２と検出素子３が最接近したと
きの距離よりも大きく、従って磁界強度が小さいためで
ある。

次に前輪がハンドルをきりた状態すなわち、第１図のＡ
−Ａ’と第２図のＤ−ＤＩが一致している状態では、前
輪の回転に従って検出素子４の出力は第５図の曲線３の
ように変化する。また検出素子３の出力は曲線２のよう
に変化する。すなわちハンドルをきった場合は、検出素
子３の最大出力はハンドルをきらない場合よシも小さく
なシ、検出素子４の出力は逆に大きくなる１、検出素子
３と４の出力はほぼ同期して最大となる。

次にそれ以後の電気的動作について第４図を参照して説
明する１、検出素子１〜５，１１〜１５の出力が増幅部
４１で増幅され、Ａ／Ｄ変換部４２でアナログ値がデジ
タル値に変換され、演算処理部（以下ＣＰＵと略記）４
３に入力される。また出発時の起点情報が人手を介して
入力部４６よシＣＰＵに与えられる。入力装置としては
キーボード、ライトペン等が選択使用される。ＣＰＵに
おける計算手順は記憶部４７に記憶されている。複゛数
の検出素子の出力は前輪の左右方向の傾き角（第１図の
θ）を与える。次にそのしくみについて説明する。ハン
ドルをきらない状態では、第２図の検出素子３と１３の
出力が最大となり、右にハンドＡ／をきったときには、
検出素子１〜３，１３〜１５の出力が低下し、４，５，
１１．１２の出力が増加する。逆に、ハンドルを左にき
ったときは、１゜２．１４，１５の出力が増加し、３〜
５，１１〜１３の出力は低下する。前輪の傾き角θと検
出素子１〜５，１１〜１５の最大出力の関係は、記憶部
４７に予め記憶されている。すなわち、いくつかの傾き
角θをサンプリングして（例えばθ＝ｏ”。

±５’、±ＩＯ−、±２０’、−１＝３０’１７）よう
に）、検出器の出力値がデジタル値に変換され、その値
が角θと対になって記憶部４７に記憶されている。実際
の走行に当っては、前輪の傾き角θは上記のサンプリン
グ値以外を示すことが殆んどであると考えられるが、予
め定められた補間式に従って前輪の傾き角θの全範囲に
亘って計算される。

一方、検出素子よシ得られる電気的出力の最大値の個数
によって、前輪の回転数を知ることができる。すなわち
、前輪が１回転することによって。

磁石が１個の場合は、検出素子１個より１個の最大出力
値を得る。２個の磁石を使用する場合は２個の最大出力
値を得る。磁石の数は精度に応じて変える。すなわち、
１個の磁石しか使わないときは最大１回転の誤差が発生
するが、ちょうど半周の間隔を置いた位置に１個ずつ磁
石を配置した場合は最大５回転の誤差で済み、磁石を増
やすことによって更に誤差が小さくなる。

実際の走行に当っては、予めできるだけ長い距離を走行
し、その実測走行距離と上記方法で検出素子から得た前
輪の回転数から、１回転で走行する距離を計算し、その
値を記憶部４７に記憶させておく１．これをキャリブレ
ーションと呼ぶことにする１　キャリブレーションは走
行の度毎に行う必要はなく、計算誤差が大きくなった時
点で行えばよい　なお、キャリブレーションをひんばん
に行うほど誤差は少くなる。

以上に説明した方法で、ＣＰＵから前輪の傾き角θと、
回転数すなわち走行距離を計算させ、出力することがで
きる。記憶部４７には車両の走行範囲を含む地図データ
も記憶部せる。この地図データをＣＰＵに入力し、処理
後表示駆動部４４を介して表示部４５に地図全表示させ
ることができる。この地図上に上記方法にて得た角θと
走行距離データを基に車両の現在位置を表示させること
ができる。この場合第６図で示されるように、車輌の現
在位置が検出素子からのデータの誤差のために実際の位
置と合わなくなって住た場合には、車両に乗者している
人か表示部４５を見ながら入力部４６を使って車両の現
在位置を入力することができる。このとき、現在位置が
地図上で校正され、その点が起点として再設定される。

このことを第６図を使って具体酌に説明する。

車輌が起点Ｓよシ出発し、呆線の通シ道路上を走行し、
Ａ点（図中■印）に達したとき、表示部４５では点線の
通シ軌跡を描いて、現在位置としてＢ点を表示したとす
る。このとき、入力部４６から現在位置としてＡ点を指
定すると、ＩＩＡは消去され、Ａ点が現在位置としてＣ
ＰＵに認厭され。

この点が起点として再設定される。従って要所要所で現
在位置を再設定させる作業を行うことにより、誤差の累
積がなくなシ、精度よく車両の現在位置を表示させるこ
とができる。

また第４図のインターフェース４８．無線機４９および
アンテナ５０と組み合わせ、車両位置データを無線で、
車両を管理する基地局等に伝送することができる。なお
、上述のインターフェース４８゜無線機４９．アンテナ
５０は本発明の必須構成品ではなく、オプション品すな
わち随意に接続する装置である。また上記のＣＰＵの処
理は記憶部４７に記憶されたプログラムに従って行なわ
れる。

発明の効果 以上に説明したように、車両の前輪に埋め込んだ磁石、
車体側に取り付けた磁気検出素子、増幅部、Ａ／Ｄ変換
部、演算処理部、入力部、記ｉｉ部、表示駆動部、表示
部、を組み合わせることにより、従来技術に比べてシス
テム全体が安価で精度よ（、かつ誤差の累積を排除し、
まン”Ｃ予め定められた一定のルートでな（道路上のど
こでも自由に車両を走行させてその現在位Ｈｋ表示させ
ることかでざるという効果がるる。またインターンエー
ス、無ｌａ機、アンテナを付加することにより、車両位
置を必要箇所に伝送することができ、良東上、車両位置
を把握したいあらゆる分野で有効に利用できる。たとえ
ば消防車、救急車、パトロールカー、運送業者等できわ
めて効果的に利用し得る。

【図面の簡単な説明】

図面はすべて本発明の実施例に関するもので、第１図は
磁石を埋め込んだ前輪の平面図、第２図は磁気検出素子
を取り付けた取付板の平面図、第３図は磁気検出素子取
付板と前輪との位置関係を示す斜視図、８４図は本方式
システムのブロック回路図、第５図は前輪の回転角と磁
気検出素子の出力との関係を示す図、第６図は表示部上
における走行車両の走行径路と現在位置とを示す図であ
る。 １〜５，１１〜１５・・・・・・磁気検出素子、２１゜
２２・・・・・・磁気検出素子取付板、４１・・・・・
・増幅部、４２・・・・・・アナログ−デジタル変換部
、４３・・・・・・演算処理部、４４・・・・・・表示
駆動部、４５・・・・・・表示部、“４６・・・・・・
入力部、４７・・・・・・記憶部、４８・・・・・・イ
ンターフェース、４９・・・・・・無線機、５０・・・
・・・アンテナ、１０１・・−・・・前輪、１０２・・
・・・・磁石。 ｆｉ、＋３ｊｉ−ゴー 削グ ＄ｒＬ図 竿　３　図 ＄　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行中の車両が現在走行している位置を検出表示
   する方式において、車両の前輪に埋め込んだ磁石と、車
   体側に取り付けられ前記磁石からの磁力を検出する複数
   個の検出素子と、これらの検出素子からの信号の増幅部
   と、この増幅部の出力信号のアナログ−デジタル変換部
   と、この変換部からの出力信号の演算処理部と、諸種の
   情報の入力部と、諸種のデータの記憶部と、前記演算処
   理部からの出力信号による表示駆動部と、この駆動部に
   より表示を行う表示部との組合せにより、表示部上に車
   両の現在位置を表示させることを特徴とする車両位置検
   出方式。
2. （２）演算処理部からの車両の現在位置を示す信号を、
   インターフェースと無線機とアンテナを介して遠隔地に
   無線伝送することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の車両位置検出方式。