WO2017187881A1 - 運転支援システム - Google Patents
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Abstract
Description
該磁気マーカを磁気的に検出可能であると共に前記コード情報を読み取り可能に構成された車両と、
前記コード情報を読み取った車両から該コード情報を受信したとき、対応する情報を返信するように構成された基地局と、を含む運転支援システムにある。
前記磁気マーカを敷設する走行路は、公共の道路であっても良く、ショッピングセンタなどの敷地内の通路であっても良い。さらに、ショッピングセンタなどの建物内の自走式の立体駐車場や自走式の地下駐車場の通路であっても良い。
前記情報提供部としては、無線電波により前記コード情報を提供するものや、画像や光により光学的に前記コード情報を提供するもの等がある。
無線通信であれば、前記磁気マーカの表面側に積雪や汚れ等が付着等しても影響が比較的少なく、情報の送信が可能である。なお、車両側には、前記磁気マーカから送信された電波を受信して情報を復調する機能を設けると良い。
この周波数帯域を使用する無線タグであれば、小型かつロバストな無線通信を実現できる。
画像的に読み取り可能なパターンとしては、例えば、バーコード、QRコード(登録商標)等の画像的なコードのほか、色の種類や、色の塗り分けパターンや、テクスチャ(模様)や、文字や、記号等、画像的に識別できる様々なパターンがある。車両側には、前記磁気マーカの表面に形成されたパターンを画像的に撮像し、そのパターンが表す情報を画像的に読み取る情報取得部を設けると良い。
この場合には、複数の前記マーカ敷設箇所における磁気マーカの敷設態様の組み合わせにより前記コード情報を提供可能である。
この場合には、前記敷設態様としてN極とS極と敷設なしの3態様を設定でき、1箇所のマーカ敷設箇所で3値を表現できる。N極とS極とで2値を表現する場合と比べ、同じ情報量を提供するために必要になる前記磁気マーカの数を少なくできる。
車両側で前記マーカ敷設箇所を特定可能であれば、前記磁気マーカを敷設しない態様を確実性高く検出できる。
例えば、長手方向に1次元的に配列された磁気マーカについて、2つの磁気マーカ間の距離の増減によって前記コード情報を表すことも良い。例えば距離が増えた、減った、変わらない、等の組合せで情報を表すことができる。距離が増減するときの差分の大きさ自体、あるいは大きさの組み合わせにより情報を表すこともできる。
距離の場合と同様、例えば、隣り合う磁気マーカについて、磁気強度が増えた、磁気強度が減った、磁気強度が変わらない、等の組み合わせで情報を表すことができる。また、例えば、前記磁気マーカが作用する磁気強度自体により情報を表すこともできる。
配置には、複数の前記磁気マーカにより形成される形状である配置形状に加えて、前記磁気マーカの敷設数が含まれる。配置形状としては、例えば、複数の前記磁気マーカを横一列、縦一列、横2列、縦2列、三角形、菱形等に配置する形状などがある。また、例えば、走行路の長手方向に沿って1次元的にマーカ敷設箇所を設ける一方、各マーカ敷設箇所において横並びで敷設する磁気マーカの個数を変更し、この個数の組み合わせにより情報を表すことも良い。
前記基地局が前記車両に返信する情報には、当該車両が所在する絶対位置を特定可能な位置情報が含まれていると良い。
本例は、磁気マーカ1を利用する運転支援システム1Aに関する例である。この内容について、図1~図8を参照して説明する。
以下、本例の運転支援システム1Aの構成を説明する。
路車間通信ユニット41は、路側に設置された通信ユニット60(図1参照。)を介して基地局6との間で通信を実行する通信ユニットである。
磁気検出部の一例をなす磁気センサ2は、図6のブロック図の通り、MI素子21と駆動回路とが一体化された1チップのMI(Magnet Impedance)センサである。MI素子21は、ほぼ零磁歪であるCoFeSiB系合金製のアモルファスワイヤ(感磁体の一例)211と、このアモルファスワイヤ211の周囲に巻回されたピックアップコイル213と、を含む素子である。磁気センサ2は、アモルファスワイヤ211にパルス電流を印加したときのピックアップコイル213の誘起電圧を計測することで、感磁体であるアモルファスワイヤ211に作用する磁気を検出する。
なお、MI素子21は、感磁体であるアモルファスワイヤ211の軸方向に検出感度を有している。車両5では、アモルファスワイヤ211が進行方向に沿うように磁気センサ2が設置されている。
情報取得部の一例をなすタグリーダ3は、図7のごとく、磁気マーカ1が備えるRFIDタグ15に対して電力を供給する電力供給部31と、RFIDタグ15が無線送信するコード情報を取得する情報取得部33と、を含んで構成されている。電力供給部31は、ループコイル310に電流を供給して磁界を発生させ、電磁誘導により電力を伝送する電子回路である。情報取得部33は、ループアンテナ330を利用してRFIDタグ15が送信する電波を受信し、復調によりコード情報を取り出す電子回路である。
車両5の走行中では、車載ユニット2Aの磁気センサ2を利用して磁気マーカ1の検出処理が繰り返し実行される(S101)。磁気センサ2により磁気マーカ1が検出されると(S102:YES)、車載ユニット2Aは、タグリーダ3に電力伝送を実施させ、これにより磁気マーカ1のRFIDタグ15に動作電力を供給する(S103)。車載ユニット2Aは、RFIDタグ15の動作に応じて開始される無線送信に同期してタグリーダ3に受信・復調処理を開始させ(S104)、RFIDタグ15が送信するコード情報を取得する。
道路の勾配や、前方の道路の曲率や、走行中の車線の種別や、法定速度等の情報を位置情報に含めることも良い。このような詳細な情報があれば、例えば、運転者に注意を促す運転支援や、急勾配の下り坂や急カーブの手前ではギアを一段落としてエンジンブレーキが効く状態にする等の車両制御を実行可能である。
例えば、ショッピングセンタなどの自走式立体駐車場などの通路に磁気マーカ1を敷設しておき、階数などの高さ情報を車両5側に提供することも良い。例えばGPS等では、建物内の階数の特定が容易ではない。車両が所在する階数が不明であれば、仮に階数の指定付きの空き枠情報がインフラ側から提供されても、その空き枠への経路案内を精度高く行うことは難しい。階数を特定可能な高さ情報の提供が有れば、自走式立体駐車場内での空き枠への精度の高い路案内を実現できる。
交差点の情報や、分岐路の情報や、合流路の情報などの交通情報を車両5側に提供することも良い。例えば、交差点や分岐路や合流路など道路(走行路)上の特徴あるポイントに磁気マーカ1を設置し、道路形状に関する交通情報を基地局6から提供すると良い。交通情報を利用する運転支援としては、運転者に注意を促す表示や警報音等による交通情報の提示や、ブレーキ制御やステアリング制御等の各種の運転支援制御がある。例えば交差点の停止線と磁気マーカ1との距離が規定されていれば、停止線に停止させるためのブレーキ制御を精度高く実行できる。また、例えば分岐路の開始位置と磁気マーカ1との距離が規定されていれば、分岐路で分岐させるための運転支援制御を精度高く実行できる。なお、交差点や分岐路と磁気マーカ1との距離の情報を、基地局6から提供する情報に含めることも良い。
なお、RFIDタグ15及びタグリーダ3について、電力伝送のためのアンテナと、情報を送信あるいは受信するためのアンテナとを共用することも良い。
本例は、実施例1の磁気マーカに代えて、表面側に画像的なパターンが形成された磁気マーカ1を採用した例である。この内容について図9及び図10を参照して説明する。
図9の磁気マーカ1は、形状的な仕様や磁気的な仕様が実施例1と同様であり、樹脂モールド等の表面処理も同様である。相違点は、RFIDタグ15が表面側に積層配置されておらず、代わりとして、情報提供部の一例をなす画像的なパターンであるコード画像18が印刷等により形成されている点にある。また、本例の運転支援システムを構成する車載ユニットは、実施例1のタグリーダに代えて、路面63を撮像するカメラと、磁気マーカ1の撮像画像に画像処理を施してコード画像18からコード情報を読み取る画像ECUと、の組み合わせ(図示略)を情報取得部の一例として備えている。
車両5側のカメラは、路面63に敷設された磁気マーカ1の表面を撮像できるよう、下方にレンズを向けて取り付けられている。画像ECUは、磁気マーカ1を磁気的に検出できたときにカメラの撮像画像を取り込んで画像処理を施し、コード画像領域の切り出し、及びコード画像18が表すコード情報の読み取りを実行するように構成されている。
また、例えばコード画像中の黒い部分のみに孔を設けた白色シートを被せて、孔を介して磁石シート11の黒色を外部から見えるようにし、白色シートの白い部分との対比によりコード画像を表示することも良い。
また、1箇所の磁気マーカ1で提供可能な情報量が目的に対して十分ではない場合であれば、車両5の進行方向に隣り合う2個など複数の磁気マーカ1の画像的なパターンを組み合わせて1つのコード情報を表すこともできる。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例は、実施例1の運転支援システムを基にして、コード情報を車両側に提供するための構成を変更した例である。コード情報の受信に応じて基地局が車両側に提供する情報は、実施例1と同様の2次元的な位置情報である。この内容について、図11~図19を参照して説明する。
(2)磁気検出部:マーカ敷設箇所64と特定された箇所について磁気マーカ1の検出を実行する。
(3)情報取得部:複数の磁気マーカ1の検出結果の組み合わせによるコード情報を読み取り、対応する位置情報を基地局から取得する。
(4)支援部:磁気マーカ1を利用した運転の支援を実行する。
敷設箇所特定部は、図14の通り、車両5のタイヤが1回転する毎にパルス信号を発生する車速センサ459と、マーカ敷設箇所64の位置を特定するための敷設データを格納した敷設データベース451と、マーカ敷設箇所64を特定する車載ユニット45と、を含んで構成されている。敷設データには、情報提供区間の開始位置を表すコード(上記の開始位置特定区間の磁気マーカ1の敷設態様の組み合わせ)や、マーカ敷設箇所64の間隔である規定距離を表す距離データ等が含まれている。
磁気検出部は、磁気センサ2を含めて構成されている。磁気センサ2は、実施例1と同様の仕様のものであり、車両に対する取付仕様も同様である。本例の磁気センサ2は、情報提供区間(図12)においては、車両5がマーカ敷設箇所64に到達する毎に磁気マーカ1の検出を試み、検出できたときには磁気マーカ1の極性を判定する。なお、磁気センサ2で極性を判定する方法については後で説明する。
情報取得部は、磁気マーカ1側からコード情報を読み取る車載ユニット45(図14)と、基地局にコード情報を送信し対応する位置情報の返信を受ける路車間通信ユニット41(図14)と、の組み合わせにより構成されている。車載ユニット45は、情報提供区間(図12参照。)内の各マーカ敷設箇所64における磁気マーカ1の敷設態様(磁気マーカ1の有無及び極性)の組み合わせを表すコード情報を読み取るユニットである。なお、本例では、磁気マーカ1の敷設態様が表すコード情報として、情報提供区間及び開始位置特定区間の両方で5桁のコードを採用している。なお、基地局が返信する位置情報は、情報提供区間を構成する5箇所のマーカ敷設箇所64のうちの最後のマーカ敷設箇所の絶対位置を表す情報となっている。
(4)支援部
本例の支援部は、基地局から提供された位置情報を利用する実施例1と同様、運転支援システムの一例であるナビゲーションシステムを実行する。
上記の情報提供区間(図12参照。)が設定された道路を車両5が走行中のとき、車載ユニット45は、情報提供区間の開始位置を特定するまで、磁気マーカ1の検出を繰り返し実行する(S101)。車載ユニット45は、磁気マーカ1を検出すると(S101:YES)、磁気マーカ1の敷設態様の組み合わせを記憶させる5桁のコードの各桁を上位に順送りして最下位ビットを空ビットにし、新たに検出した磁気マーカ1の値を順次、セットする(S102)。なお、運転支援システム1Aでは、N極が検出される敷設態様が1の値、S極が検出される敷設態様が2の値、磁気マーカ無しの敷設態様がゼロ値として取り扱われる。
本例では、車線630の長手方向に沿ってマーカ敷設箇所を1次元的に配列しているが、図18のようにマーカ敷設箇所64を車線の幅方向に1次元的に配列することも良い。この場合には、磁気センサ2を車幅方向に複数配列したセンサユニット2Uを車両5に取り付けると良い。さらに、図19のようにマーカ敷設箇所64を2次元的に配列しても良い。この場合には、より多くの情報を短い距離で提供できるようになる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1あるいは実施例2と同様である。
本例は、実施例3を基にして、複数の磁気マーカの組み合わせによるコード情報の提供方法を変更した例である。コード情報を提供する情報提供区間の開始位置を特定する開始位置特定区間の構成は実施例3と同様である一方、情報提供区間の構成が相違している。
情報提供区間に敷設される各磁気マーカは、極性が一定である一方、隣り合う2つの磁気マーカ1の敷設間隔が相違している。敷設間隔としては、1.6m、1.8m、2.0m、2.2m、2.4m等が設定されている。そして、各敷設間隔に対応するビット値としては、1~5の値が設定されている。
なお、情報提供区間において車線の長手方向に配置された各敷設箇所において、車幅方向に複数の磁気マーカを敷設し、その間隔の広い狭いによって情報を表すこともできる。
情報提供区間に敷設される各磁気マーカは、極性が同じである一方、発生する磁界の強度が相違している。磁界強度としては、強い、弱いが設定されている。なお、弱い方の磁気マーカについても磁気センサで十分に検出可能となっている。
情報提供区間に敷設される各磁気マーカは極性が同じである一方、1箇所に敷設される磁気マーカの数が相違している。情報提供区間において2m間隔で配置された各敷設箇所では、例えば1個から3個の磁気マーカが横並びで配置されている。車両側では、10個程度の磁気センサが横並びで配列され、幅方向に配置された磁気マーカの個数を特定可能である。この構成では、横並びで配置された磁気マーカの個数がビット値を表し、情報提供区間を構成する各敷設箇所に配置された磁気マーカの個数によってコード情報が表される。
さらに、マーカ敷設箇所における磁気マーカの配置形状、あるいはその組合せによりコード情報を表すことも良い。配置形状としては、横1列、縦1列、横2列、縦2列、三角形、菱形等の形状がある。また、複数のマーカ敷設箇所の配置形状の組み合わせによりコード情報を表すことも良い。
なお、その他の構成及び作用効果については他の実施例と同様である。
1A 運転支援システム
11 磁石シート(磁気発生部)
12 樹脂モールド
15 RFIDタグ(無線タグ、情報提供部)
18 コード画像(情報提供部)
19 塗り分けパターン(情報提供部)
2A 車載ユニット
2 磁気センサ(磁気検出部)
21 MI素子
3 タグリーダ(情報取得部)
41 路車間通信ユニット
45 車載ユニット
459 車速センサ
5 車両
50 車体フロア(底面)
6 基地局
60 通信ユニット
63 路面
64 マーカ敷設箇所
Claims (13)
- 磁気的に検出可能であると共にコード情報を車両側に提供可能なように走行路に敷設された磁気マーカと、
該磁気マーカを磁気的に検出可能であると共に前記コード情報を読み取り可能に構成された車両と、
前記コード情報を読み取った車両から該コード情報を受信したとき、対応する情報を返信するように構成された基地局と、を含む運転支援システム。 - 請求項1において、前記磁気マーカは、周辺磁界を発生する磁気発生部のほかに、前記コード情報を車両側に提供する情報提供部を備えている運転支援システム。
- 請求項2において、前記情報提供部は、前記磁気マーカに保持された無線タグである運転支援システム。
- 請求項3において、前記無線タグは、710~960MHzの周波数帯域を使用する無線タグである運転支援システム。
- 請求項3または4において、前記磁気発生部は、磁気発生源として磁性粉末を含んで成形された磁石を有している運転支援システム。
- 請求項1~5のいずれか1項において、前記情報提供部は、前記磁気マーカの表面に形成されて画像的に読み取り可能なパターンである運転支援システム。
- 請求項1~6のいずれか1項において、走行路には、磁気マーカを敷設する可能性があるマーカ敷設箇所が1次元的あるいは2次元的に設定され、各マーカ敷設箇所では、前記磁気マーカを敷設しないという態様を含む複数の敷設態様の中のいずれかが択一的に選択され、複数の前記マーカ敷設箇所における磁気マーカの敷設態様の組み合わせにより車両側に前記コード情報を提供するように構成された運転支援システム。
- 請求項7において、前記磁気マーカの敷設態様には、表面側にN極が位置するように磁気マーカを敷設する態様、及び表面側にS極が位置するように磁気マーカを敷設する態様が含まれている運転支援システム。
- 請求項7又は8において、前記車両は、複数の前記マーカ敷設箇所を位置的に特定する敷設箇所特定部と、複数の前記マーカ敷設箇所について前記磁気マーカの敷設態様を検出して前記コード情報を取得する情報取得部と、を備えている運転支援システム。
- 請求項1~9のいずれか1項において、前記コード情報は、車幅方向あるいは走行路の長手方向に配列された2つの磁気マーカ間の距離により表される情報である運転支援システム。
- 請求項1~10のいずれか1項において、前記コード情報は、各磁気マーカが車両側に作用する磁気強度により表される情報である運転支援システム。
- 請求項1~11のいずれか1項において、前記コード情報は、前記磁気マーカの配置により表される情報である運転支援システム。
- 請求項1~12のいずれか1項において、前記車両は、絶対位置を測位する測位部と、車両が所在する絶対位置を利用した運転支援情報を運転者側に提示する支援情報提示部と、を備え、
前記基地局が前記車両に返信する情報には、当該車両が所在する絶対位置を特定可能な位置情報が含まれている運転支援システム。
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