WO2019198603A1 - 磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法 - Google Patents

磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019198603A1
WO2019198603A1 PCT/JP2019/014886 JP2019014886W WO2019198603A1 WO 2019198603 A1 WO2019198603 A1 WO 2019198603A1 JP 2019014886 W JP2019014886 W JP 2019014886W WO 2019198603 A1 WO2019198603 A1 WO 2019198603A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic
sensor
difference value
magnetic field
magnetic sensor
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/014886
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
道治 山本
知彦 長尾
均 青山
Original Assignee
愛知製鋼株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 愛知製鋼株式会社 filed Critical 愛知製鋼株式会社
Priority to EP19785016.7A priority Critical patent/EP3779489A4/en
Priority to CN201980023124.2A priority patent/CN111919130B/zh
Priority to SG11202010065UA priority patent/SG11202010065UA/en
Priority to US17/045,500 priority patent/US11143731B2/en
Publication of WO2019198603A1 publication Critical patent/WO2019198603A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • G05D1/0261—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using magnetic plots
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0017—Means for compensating offset magnetic fields or the magnetic flux to be measured; Means for generating calibration magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0035—Calibration of single magnetic sensors, e.g. integrated calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/022—Measuring gradient
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0094—Sensor arrays

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic measurement system that measures magnetism using a magnetic sensor, and a magnetic sensor calibration method.
  • Patent Document 1 a magnetic marker detection method for detecting a magnetic marker laid on a road using a plurality of magnetic sensors attached to a vehicle.
  • this magnetic marker detection method the influence of disturbance magnetism is suppressed by obtaining a difference between output values of two or more magnetic sensors among a plurality of magnetic sensors, and the detection accuracy of the magnetic marker is increased.
  • the conventional magnetic marker detection method has the following problems. In other words, if there is an individual difference in the output characteristics of each magnetic sensor, the output value variation error due to the individual difference will be amplified by the difference calculation, resulting in a large error. There is a problem that it is necessary to calibrate and there is a possibility that the burden on the user side of the vehicle may increase.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a magnetic measurement system and a magnetic sensor calibration method for measuring magnetism with high accuracy using a magnetic sensor.
  • One aspect of the present invention is a magnetic measurement system that measures magnetism using a magnetic sensor
  • the magnetic sensor is provided with a magnetic field generation unit that generates a magnetic field according to the energized current,
  • a storage unit for storing characteristic information of the magnetic field generation unit indicating a magnetic output characteristic that is a relationship between a current flowing through the magnetic field generation unit and magnetism acting on the magnetic sensor;
  • the amount of change in magnetism acting on the magnetic sensor due to the current difference value A which is the amount of change in the current passed through the magnetic field generator
  • An estimation unit for estimating the magnetic difference value A,
  • An output difference value A which is a change amount of a sensor output output by the magnetic sensor in response to a change in current corresponding to the current difference value A acting on the magnetic field generation unit, and the estimation unit estimates the current difference value A.
  • a calibration unit that calibrates the magnetic sensor by adjusting the ratio of the magnetic difference value A to be measured.
  • One aspect of the present invention is a magnetic sensor calibration method for measuring magnetism, A magnetic field generator that generates a magnetic field according to the energized current is attached, About a magnetic sensor provided with a storage unit for storing characteristic information of a magnetic field generation unit representing a magnetic output characteristic that is a relationship between a current flowing through the magnetic field generation unit and magnetism acting on the magnetic sensor. Based on the characteristic information of the magnetic field generator stored by the storage unit, the amount of change in magnetism acting on the magnetic sensor due to the current difference value A, which is the amount of change in the current passed through the magnetic field generator.
  • a magnetic estimation step for estimating a magnetic difference value A An output difference value A that is a change amount of a sensor output that is output from the magnetic sensor in response to a change in current corresponding to the current difference value A that acts on the magnetic field generation unit, and the current difference value A in the magnetic estimation step.
  • the magnetic sensor can be calibrated using the result of estimating the magnetic difference value acting on the magnetic sensor.
  • high-precision magnetic measurement can be realized by a magnetic sensor calibrated using an attached magnetic field generation unit.
  • FIG. 3 is a front view of a vehicle to which a sensor array is attached in the first embodiment.
  • the bird's-eye view which shows the lane in which the magnetic marker was laid in Example 1.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a sensor array in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a magnetic sensor and a calibration circuit in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a detection unit in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for detecting a magnetic marker in the first embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for performing processing under a maintenance mode in Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for performing processing under a maintenance mode in Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for performing processing under a maintenance mode in Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing under a maintenance mode in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing under a normal mode in the first embodiment.
  • Explanatory drawing of the calibration process of the magnetic sensor in Example 1 ((a) Sensor output characteristic of the magnetic sensor before calibration, (b) Sensor output characteristic of the magnetic sensor after calibration).
  • FIG. FIG. 5 is a reference diagram for explaining a coil forming method in Embodiment 2.
  • the current difference value acting on the magnetic field generator is the amount of change in the energized current. For example, when switching from the non-energized state to the magnetic field generating unit to the energized state, the current value to be energized is switched from the zero state to the current value under the energized state. Current value itself.
  • Example 1 This example relates to a magnetic measurement system that measures magnetism using a magnetic sensor and a method for calibrating the magnetic sensor. The contents will be described with reference to FIGS.
  • a marker detection device 1 that is an example of a magnetic measurement system is an in-vehicle device that is incorporated in a vehicle 5 in order to detect a magnetic marker 10 laid on a road as shown in FIGS.
  • the magnetic marker 10 is laid on the road surface 100S along the center of the lane 100 in which the vehicle 5 travels.
  • a columnar magnetic marker 10 having a diameter of 20 mm and a height of 28 mm is accommodated and embedded in an accommodation hole 100H drilled in the road surface 100S.
  • the marker detection device 1 includes a sensor array 11 including a plurality of magnetic sensors Sn, a detection unit 12 including a CPU (central processing unit) (not shown), and the like. , A device that combines the above.
  • the sensor array 11 of this example has a calibration function of the magnetic sensor Sn.
  • the sensor array 11 is attached to a vehicle body floor 50 that hits the bottom surface of the vehicle 5.
  • the mounting height with respect to the road surface 100S is about 200 mm.
  • the detection unit 12 is a unit that detects the magnetic marker 10 by processing the sensor signal output from the sensor array 11.
  • the detection result by the detection unit 12 is input to, for example, an ECU (Electronic Control Unit) (not shown) on the vehicle 5 side, and is used for various controls such as automatic steering control and lane departure warning for the vehicle 5 to travel while maintaining the lane. Used.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the sensor array 11 is a sensor unit in which 15 sensor chips 2 are arranged on a straight line as shown in FIG.
  • the sensor array 11 includes 15 sensor chips 2, a differential circuit Dn (n is a natural number of 1 to 15), a differential circuit Gm (m is a natural number of 1 to 14), a calibration circuit 110, and the like. It is configured.
  • the sensor chip 2 is an electronic component in which a magnetic sensor Sn and a magnetic field generating coil (an example of a magnetic field generating unit) Cn are incorporated one by one, and an electronic circuit is further incorporated into one chip.
  • a pulse circuit 22 and a signal processing circuit 24 described later are incorporated.
  • 15 sensor chips 2 are arranged on a straight line.
  • the aspect by which 15 magnetic sensors Sn were arranged on the straight line is implement
  • the magnetic field generating coil Cn is incorporated, an aspect in which the magnetic field generating coil Cn is individually attached to each magnetic sensor Sn is realized.
  • the sensor array 11 is attached along the vehicle width direction so that the magnetic sensor S1 is positioned on the left side of the vehicle 5 (passenger seat side of the right-hand drive vehicle) and is arranged in numerical order toward the right side.
  • the interval between the magnetic sensors Sn in the sensor array 11 is set to 70 mm so that two adjacent magnetic sensors can simultaneously detect the magnetism of the magnetic marker 10. If such an interval is set, a difference value representing a gradient in the vehicle width direction can be calculated by an output value of two adjacent magnetic sensors or a difference calculation of a calculation value based on the output value.
  • the difference circuit Dn is a circuit for calculating a difference calculation value representing a gradient in the time direction for the output value of each magnetic sensor Sn as shown in FIG.
  • the difference circuit Dn stores an output value at the time of the previous magnetic measurement (sampling) that precedes in time.
  • the difference circuit Dn calculates a time difference value representing a gradient in the time direction by subtracting the previous output value from the current output value following in time.
  • the difference circuit Gm is a difference calculation value representing a gradient in the vehicle width direction by subtracting the other time difference value from one time difference value for the time difference values of the two difference circuits Dn corresponding to the adjacent magnetic sensors Sn. It is a circuit which calculates the vehicle width direction difference value which is.
  • the sensor array 11 outputs the difference calculation value (vehicle width direction difference value) by the 14 difference circuits Gm as a sensor signal.
  • the sensor array 11 includes 14-channel output ports so that the difference calculation values of the 14 difference circuits Gm can be output simultaneously.
  • the sensor array 11 of this example performs magnetic measurement with a period of 3 kHz so that it can respond to the high-speed driving
  • a magnetic sensor Sn is configured using an MI (Magneto-Impedance) element.
  • the MI element is an element including an amorphous wire (magnetic body wire) 20 made of a CoFeSiB alloy and having a substantially zero magnetostriction, and a pickup coil (coil) 21 wound around the amorphous wire 20.
  • the magnetic sensor Sn is a highly sensitive sensor having a magnetic flux density measurement range of ⁇ 0.6 millitesla and a magnetic flux resolution within the measurement range of 0.02 microtesla. Such high sensitivity is realized by the MI effect that the impedance of the amorphous wire 20 changes sensitively according to the external magnetic field.
  • the MI element detects the magnetism acting on the amorphous wire 20 by measuring the voltage generated in the pickup coil 21 when a pulse current is passed through the amorphous wire 20.
  • This MI element has detection sensitivity in the axial direction of the amorphous wire 20 which is a magnetic sensitive body.
  • the sensor array 11 is assembled
  • the pulse circuit 22 (FIG. 4) incorporated in the sensor chip 2 is a circuit that generates a pulse signal that is a source of a pulse current that flows through the amorphous wire 20.
  • the signal processing circuit 24 (FIG. 4) is a circuit that extracts an induced voltage of the pickup coil 21 using a synchronous detector 241 that opens and closes in conjunction with a pulse signal, and an amplifier 242 amplifies the induced voltage.
  • the signal processing circuit 24 uses the amplified induced voltage as the output value of the magnetic sensor Sn and inputs it to the difference circuit Dn (FIG. 3).
  • the output value of the magnetic sensor Sn is also input to the calibration circuit 110.
  • the amplifier 242 of the signal processing circuit 24 can adjust the amplification factor of the induced voltage under the control of the calibration circuit 110.
  • the magnetic field generating coil Cn of each sensor chip 2 is a coil formed by winding an electric wire and is connected so as to be in electrical series with each other.
  • the magnetic field generating coil Cn generates a magnetic field in response to energization by the calibration circuit 110 and applies magnetism to the magnetic sensor Sn.
  • the calibration function of the magnetic sensor Sn included in the sensor array 11 is realized using the magnetic field generating coil Cn.
  • the magnetic field generating coil Cn which is a coil around which an electric wire is wound, is suitable for calibration of the magnetic sensor Sn because of its high magnetic property linearity with respect to the magnitude of the energizing current.
  • Each magnetic field generating coil Cn has a common design specification and a built-in specification that defines a relative positional relationship with the magnetic sensor Sn. Further, the current supplied from the calibration circuit 110 is equally supplied to the magnetic field generating coils Cn connected in series. Therefore, in terms of design, each magnetic field generating coil Cn can equally apply magnetism to the corresponding magnetic sensor Sn. However, variations in the magnetic output characteristics of the magnetic field generating coils Cn are unavoidable, and further, variations in the positional relationship with the magnetic sensor Sn are unavoidable. Therefore, a variation error occurs in the amount of magnetism that acts on the magnetic sensor Sn corresponding to each magnetic field generating coil Cn.
  • the calibration circuit 110 includes a coil driving unit 114 that performs energization to the magnetic field generating coil Cn and a calibration unit 112 that performs calibration processing of the magnetic sensor Sn.
  • the calibration unit 112 includes a CPU, a ROM (read only memory) / RAM (random access memory), a flash ROM, an I / O, and the like.
  • the calibration unit 112 stores a characteristic information (magnetic output characteristic) of the magnetic field generation coil Cn necessary for calibrating the magnetic sensor Sn, and generates a magnetic field due to a current difference value acting on the magnetic field generation coil Cn.
  • a function as an estimation unit for estimating a magnetic difference value acting on the sensor Sn is provided.
  • the current difference value is the amount of change in the current passed through the magnetic field generating coil Cn.
  • the magnetic difference value is a change amount of magnetism acting on the magnetic sensor Sn.
  • the coil driving unit 114 includes a constant current circuit 114A that supplies a current to the magnetic field generating coil Cn and a current measurement circuit 114B that measures a current value of the supply current.
  • the constant current circuit 114A supplies a current to the magnetic field generating coil Cn according to the control of the calibration circuit 110.
  • the current measurement circuit 114 ⁇ / b> B inputs the measured current value of the magnetic field generation coil Cn to the calibration unit 112.
  • the proofreading unit 112 can execute at least two kinds of operation modes by the CPU processing the program read from the ROM.
  • operation modes there are a normal mode executed during the use period of the vehicle 5, and a maintenance mode at the time of factory shipment or maintenance work. Switching between the normal mode and the maintenance mode is executed, for example, under the control of an externally connected maintenance device 61 (see FIG. 7).
  • the normal mode is an operation mode for calibrating each magnetic sensor Sn during the use period of the vehicle 5.
  • the maintenance mode is an operation mode for specifying the magnetic output characteristics (characteristic information) of each magnetic field generating coil Cn using the reference magnetism of the Helmholtz coil 60 (see FIG. 7). Characteristic information (described later) of each magnetic field generating coil Cn specified by the maintenance mode is stored in a storage unit such as a flash ROM constituting the calibration circuit 110 (calibration unit 112), and is used for calibration of the magnetic sensor Sn.
  • a storage unit such as a flash ROM constituting the calibration circuit 110 (calibration unit 112)
  • the Helmholtz coil 60 of FIG. 7 is a coil system that includes two circular coils of a common specification arranged on the same axis and spaced apart, and the interval between the two circular coils is equal to the radius of the coil.
  • a magnetic field with high uniformity can be generated by applying equal currents in the same direction to the two circular coils.
  • the magnetism generated by the Helmholtz coil 60 can be used as a reference magnetism that is a reference magnetic quantity. It is also possible to use a Maxwell coil in which a large-diameter coil is concentrically arranged on the outer peripheral side of the Helmholtz coil 60 to further improve the magnetic field uniformity.
  • the detection unit 12 is a unit including a CPU that executes various calculations, an electronic board (not shown) on which memory elements such as ROM and RAM are mounted. .
  • This detection unit 12 corresponds to simultaneous capture of 14-channel sensor signals output from the sensor array 11.
  • the detection unit 12 includes a filter processing circuit 125 that performs filter processing on time-series data based on sensor signals output from the sensor array 11, and a detection processing circuit 127 that executes marker detection processing.
  • the detection unit 12 includes data areas M1 to M14 (referred to as Mm as appropriate) for storing sensor signals output from the sensor array 11, and data areas H1 to H14 (as appropriate) for storing filter output values of the filter processing circuit 125. Hm).
  • the data area Mm is a storage area for sequentially storing data represented by the 14-channel sensor signals output from the sensor array 11 at a cycle of 3 kHz as described above, and storing the data as time-series data for each channel.
  • the filter processing circuit 125 is a circuit that performs filter processing for each channel on the 14-channel time-series data stored in the data area Mm.
  • the filter applied to this filter processing is a high-pass filter that suppresses or blocks low-frequency components and passes high-frequency components.
  • the detection unit 12 is configured so that the magnetic measurement by each magnetic sensor Sn is executed at a period of 3 kHz, for example, as shown in FIG. Is controlled (S101).
  • the output value Rn of each magnetic sensor Sn is first input to the difference circuit Dn (FIG. 3), and a time difference value representing the gradient in the time direction of the output value Rn of the magnetic sensor Sn is obtained (S102).
  • the time difference value of each magnetic sensor Sn is input to a difference circuit Gm (FIG. 3) that calculates a difference in the vehicle width direction.
  • the difference circuit G1 is input with the time difference values of the difference circuits D1 and D2, and a difference calculation is performed by subtracting the time difference value of D1 from the time difference value of D2 (S103).
  • the vehicle width direction difference value which is a difference calculation value in the vehicle width direction by the difference circuit Gm, is a difference value of time difference values related to two adjacent magnetic sensors Sn in the sensor array 11, and the vehicle width direction of the time difference value The slope of
  • the difference calculation of S102 and S103 in FIG. 6 by the difference circuit Dn and the difference circuit Gm is extremely effective in removing common magnetic noise that acts uniformly on each magnetic sensor Sn.
  • the common magnetic noise is likely to be generated not only from geomagnetism but also from a large magnetic source such as an iron bridge or another vehicle.
  • a large magnetism source the magnetic field loop from the N pole to the S pole becomes very large, so that the magnetic field approaches uniformly at an intermediate position between both poles, and the magnetism acting on each magnetic sensor Sn is nearly uniform.
  • Presents a mode of common magnetic noise According to the difference calculation of S102 and S103 described above, such common magnetic noise can be efficiently removed.
  • the sensor array 11 simultaneously outputs 14-channel sensor signals consisting of the difference values in the vehicle width direction by the difference circuit Gm.
  • the detection unit 12 stores time-series data for each channel based on this sensor signal in the data area Mm (FIG. 5).
  • the detection unit 12 deletes the oldest data from the data stored in the data area Mm, and forwards each data in the data area Mm to provide a free area to newly acquire.
  • the data represented by the sensor signal is stored in the empty area. Thereby, in the data area Mm, time-series data over the past predetermined period of the vehicle width direction difference value by the difference circuit Gm is generated.
  • the detection unit 12 inputs time-series data for each channel stored in the data area Mm to the filter processing circuit 125.
  • the filter processing circuit 125 performs a filter process (high-pass filter process) that blocks the low-frequency component and passes the high-frequency component (S104 in FIG. 6), and stores the filter output value in the data area Hm.
  • the detection unit 12 performs the marker detection process for detecting the magnetic marker 10 using the filter output value stored in the data area Hm (S105).
  • the detection unit 12 that executes this marker detection process extracts the filter output value derived from the magnetic marker 10 by, for example, threshold processing related to the filter output value stored in the data area Hm, and detects the magnetic marker 10 thereby. To do. Furthermore, the relative position of the magnetic marker 10 in the vehicle width direction is specified based on, for example, which of the data areas H1 to H14 the filter output value exceeding the threshold value belongs to.
  • the difference calculation of S102 and S103 in FIG. 6 as described above exhibits a certain effect that external magnetism such as common magnetic noise that acts uniformly can be suppressed.
  • a magnetic gradient is generated in the vicinity of the end portion serving as a magnetic pole by forming a magnetic field in which magnetic lines of force form a loop-shaped path. If there is a magnetic gradient, it will be difficult to remove by only the difference calculation of S102 and S103.
  • the change rate of the magnetic gradient differs depending on the distance between the magnetic poles in the peripheral magnetic field of a large magnetic source and the peripheral magnetic field of a small magnetic source. That is, in the magnetic field around a large magnetic source with a long distance between the magnetic poles, the distance until the magnetic gradient of one magnetic pole transitions to the magnetic gradient of the other magnetic pole is long, The magnetic gradient changes slowly. On the other hand, in the case of a magnetic field around a small magnetic source with a short distance between the magnetic poles, the magnetic gradient changes rapidly and the rate of change increases.
  • the filtering process (S104) for cutting off the low frequency component it is possible to remove or suppress the component of the magnetic gradient whose change in the peripheral magnetic field at the end of a large magnetic source such as a bridge or tunnel is gentle.
  • a component of a magnetic gradient with a sharp change originating from the magnetic marker 10 which is a small magnetism generation source can pass through without being suppressed by the filtering process of S104.
  • the filter output value of the filter processing (S104) including many magnetic gradient components derived from the magnetic marker 10 can be detected with high reliability.
  • the processing executed by the calibration circuit 110 (FIG. 3) for calibrating the magnetic sensor Sn includes (2.2.1) processing in the maintenance mode at the time of factory shipment and maintenance work, and (2.2. 2) There is a process under the normal mode which is an operation mode executed during the use period of the vehicle.
  • the process under maintenance mode is a process for specifying the magnetic output characteristics (characteristic information) of the magnetic field generating coil Cn using the reference magnetism of the Helmholtz coil 60. Since the magnetic field generating coil Cn has a high linearity between the current value and the magnetic quantity, if the magnetic output characteristics are known, the magnetic quantity acting on the magnetic sensor Sn can be quantitatively controlled or estimated. For example, as a magnetic output characteristic of the magnetic field generating coil Cn, a case where it is grasped that the magnetic quantity H is obtained when a current having a certain current value I is energized will be described. At this time, if a current having a current value of 0.5I is passed through the magnetic field generation coil Cn, a magnetic quantity of 0.5H can be applied from the magnetic field generation coil Cn to the corresponding magnetic sensor Sn.
  • the processing under the maintenance mode is executed using, for example, a dedicated maintenance device 61 that executes power supply, operation mode switching, and the like, and a magnetic field generator 6 that generates a uniform magnetic field.
  • the magnetic field generator 6 is a magnetic device including a Helmholtz coil 60, for example.
  • the maintenance device 61 is connected to both the sensor array 11 and the magnetic field generator 6. In addition to supplying operating power to the sensor array 11, the maintenance device 61 mediates transmission / reception of status information representing an operating state between the sensor array 11 and the magnetic field generator 6.
  • the processing under the maintenance mode is performed with the sensor array 11 held in a uniform magnetic field formed by the magnetic field generator 6 (FIG. 7).
  • the maintenance device 61 acquires status information indicating that the preparation for energization from the magnetic field generator 6 to the Helmholtz coil 60 is completed, the maintenance device 61 transfers the status information to the sensor array 11.
  • the calibration circuit 110 of the sensor array 11 causes each magnetic sensor Sn to execute magnetic measurement.
  • the calibration circuit 110 acquires the sensor output value R1n when the magnetism by the Helmholtz coil 60 is not acting (FIG. 8, S201).
  • the calibration circuit 110 stores the sensor output value R1n as the sensor output of each magnetic sensor Sn when the Helmholtz coil 60 and the magnetic field generating coil Cn are not energized.
  • the sensor output value R1n often does not become zero due to external magnetism in the natural world, offset of the sensor output value, and the like.
  • the magnetic field generator 6 starts energization to the Helmholtz coil 60 when receiving the magnetic measurement completion status information from the sensor array 11 (S202).
  • the magnetic field generator 6 controls the energization current of the Helmholtz coil 60 so that the reference magnetism Hk, which is the reference magnetic quantity, acts on each magnetic sensor Sn of the sensor array 11.
  • the magnetic field generator 6 transmits status information indicating that power is being supplied to the calibration circuit 110 via the maintenance device 61 after the reference magnetism Hk is applied to each magnetic sensor Sn.
  • the calibration circuit 110 has a numerical combination ( ⁇ Hs ⁇ ) of the reference magnetic difference value ⁇ Hs (common to each magnetic sensor Sn) stored in step S202 and the reference output difference value ⁇ Rsn calculated in step S204.
  • ⁇ Rsn is stored for each magnetic sensor Sn as a sensor output characteristic which is characteristic information of each magnetic sensor Sn (S205, sensor characteristic acquisition step).
  • This combination represents the sensor output characteristic that the output difference value of the magnetic sensor Sn is ⁇ Rsn when the amount of magnetism acting on the magnetic sensor Sn changes by ⁇ Hs.
  • the magnetic field generator 6 When the magnetic field generator 6 receives status information from the sensor array 11 indicating that the storage of sensor output characteristics (characteristic information) of all the magnetic sensors Sn has been completed, the magnetic field generator 6 stops energization to the Helmholtz coil 60 (FIG. 7) ( S206). When the sensor array 11 receives the status information indicating that the energization to the Helmholtz coil 60 has been stopped, the sensor array 11 starts energizing the magnetic field generating coil Cn (S207).
  • the current difference value ⁇ Ia which is an example of the current difference value B, is common to each magnetic field generating coil Cn.
  • the magnetic output characteristics vary among the magnetic field generating coils Cn, the amount of magnetic force applied to the magnetic sensor Sn by the magnetic field generating coils Cn is not constant, and varies.
  • the calibration circuit 110 performs magnetic measurement by each magnetic sensor Sn during a period in which the current value I1 is energized to each magnetic field generating coil Cn, and acquires the sensor output value R3n for each magnetic sensor Sn (S208, Magnetic measurement step). Then, the calibration circuit 110 detects the sensor output value R1n (when the magnetism from the magnetic field generating coil Cn and the Helmholtz coil 60 is not acting) from the sensor output value R3n when the magnetism of the magnetic field generating coil Cn is acting. The calculation of subtracting the sensor output value (S201) is performed for each magnetic sensor Sn.
  • the calibration circuit 110 In order to estimate the magnetic difference value ⁇ Han (an example of the magnetic difference value B) corresponding to the output difference value ⁇ Rcn of each magnetic sensor Sn, the calibration circuit 110 first stores the sensor of the magnetic sensor Sn stored in step S205 above.
  • the output characteristic ( ⁇ Hs ⁇ Rsn) is referred to (S210, magnetic output characteristic acquisition step).
  • the magnetic difference value corresponding to the output difference value ⁇ Rcn of each magnetic sensor Sn (S209 described above) is calculated by proportional calculation based on the sensor output characteristic of the magnetic sensor Sn that the output difference value ⁇ Rsn is generated due to the magnetic difference value ⁇ Hs.
  • the sensor output characteristics of each magnetic sensor Sn can be grasped by causing the magnetic sensor Sn to measure the reference magnetism Hk of the Helmholtz coil 60 (sensor characteristic acquisition step). Further, by measuring the magnetism acting on the magnetic field generating coil Cn by using each magnetic sensor Sn whose sensor output characteristics are grasped (magnetic measurement step), the magnetic output characteristics of the magnetic field generating coil Cn can be grasped (magnetic output characteristics). Acquisition step).
  • the magnetic field generating coil Cn around which the electric wire is wound has a high linearity of the magnitude of the magnetism with respect to the magnitude of the energized current, and the amount of magnetism changes approximately in proportion to the current value of the energized current. Therefore, according to the magnetic field generating coil Cn whose magnetic output characteristics are known, the amount of magnetism acting on the corresponding magnetic sensor Sn can be controlled quantitatively, which is useful for calibration of the magnetic sensor Sn.
  • each magnetic sensor Sn from inside and outside the vehicle 5.
  • the vehicle 5 is equipped with various electronic components that can be a magnetic source.
  • the magnetism from these electronic components acts on the magnetic sensor Sn, and the amount of magnetism may be larger than the amount of magnetism acting from the magnetic marker 10.
  • RC structures such as tunnels and bridges constituting the road can be a large magnetic source, the magnitude of the external magnetism acting on the vehicle 5 from the outside varies depending on the traveling environment.
  • the sensitivity of the magnetic sensor that is, the ratio of the change amount ⁇ R of the sensor output value when the acting magnetic amount changes ⁇ H can be treated as constant if ⁇ H is small.
  • the sensitivity of the magnetic sensor Sn may change greatly depending on the absolute value of the magnetic quantity to be measured, that is, the fluctuation range of the magnetic quantity.
  • the degree of sensitivity variation varies from one magnetic sensor Sn to another due to individual differences. Therefore, if the variation range of the amount of magnetic force acting on each magnetic sensor Sn shifts during the use period of the vehicle 5, there is a high possibility that the sensitivity of each magnetic sensor Sn will vary. If the sensitivity of each magnetic sensor Sn varies, an error occurs in the time difference value by each difference circuit Dn. Such an error of the time difference value is further enlarged by the difference calculation by the difference circuit Gm, and thus can be a factor of reducing the detection accuracy of the magnetic marker 10.
  • the processing in the normal mode by the calibration circuit 110 is executed to increase the uniformity of the sensitivity of each magnetic sensor Sn and suppress the error of the time difference value during the usage period of the vehicle 5.
  • the processing in the normal mode is preferably performed in a state where the external magnetism is uniformly close to each magnetic sensor Sn of the sensor array 11 and the magnetism is acting. For example, a situation in which magnetism derived from a relatively small magnetic generation source such as the magnetic marker 10 or a manhole or an end portion of a large magnetic generation source such as an RC structure bridge does not act on the sensor array 11 is preferable.
  • the calibration circuit 110 first measures the magnetism acting uniformly on the magnetic sensors Sn from the outside while the magnetic field generating coil Cn is not energized, and the sensors of the magnetic sensors Sn.
  • the output value R4n is sequentially stored (S301).
  • the calibration circuit 110 starts energizing the magnetic field generating coil Cn (S302).
  • the current value I2 at this time may be set to the same current value I1 as in step S207 in the maintenance mode, or may be a different current value.
  • the calibration circuit 110 refers to the magnetic output characteristic ( ⁇ Han ⁇ Ia) of the magnetic field generating coil Cn stored in step S212 described above under the maintenance mode (S305). Then, using this magnetic output characteristic, a magnetic difference value ⁇ Hbn (), which is a change in the amount of magnetism acting on each magnetic sensor Sn by the current difference value ⁇ Ib when the current value I2 is supplied to the magnetic field generating coil Cn in step S302. An example of the magnetic difference value A) is estimated (S306, magnetic estimation step).
  • This estimation method of the magnetic difference value ⁇ Hbn is such that the magnetic difference value changes substantially linearly with respect to the current difference value, and ⁇ Han in the magnetic output characteristic ( ⁇ Han ⁇ Ia) referred to in step S305 even if the external environment changes. It is assumed that a proportional relationship with ⁇ Ia is maintained.
  • the calibration circuit 110 obtains the amplification factor of the output difference value ⁇ Rcn so that the ratio between the output difference value ⁇ Rcn of the magnetic sensor Sn according to step S304 and the magnetic difference value ⁇ Hbn estimated at step S306 becomes a predetermined value. (S307, calibration step).
  • the calibration circuit 110 calibrates each magnetic sensor Sn by setting the amplification factor of each magnetic sensor Sn obtained by the calculation in the corresponding amplifier 242 (S308, calibration step).
  • the predetermined value in step S307 represents the sensitivity of the magnetic sensor Sn with respect to the acting magnetic difference value ⁇ Hbn. Therefore, if the above step S307 is performed for each magnetic sensor Sn, the sensitivities of all the magnetic sensors Sn can be made close to each other.
  • FIGS. 10A and 10B illustrating sensor output characteristics of any two magnetic sensors S ⁇ and S ⁇ of the magnetic sensors Sn ( ⁇ and ⁇ are different natural numbers from 1 to 15). The description will be given with reference.
  • the horizontal axis indicates the amount of magnetism H acting on the magnetic sensor
  • the vertical axis indicates the sensor output value R of the magnetic sensor.
  • the output is as shown in FIG. Differences occur in the output difference values ⁇ R ⁇ and ⁇ R ⁇ , which are the amount of change in value. If the above-described steps S307 and S308 for individually setting the amplification factor for each of the magnetic sensors S ⁇ and S ⁇ are performed, the change amount ⁇ R ⁇ ′ and the change amount corresponding to each of the magnetic sensors S ⁇ and S ⁇ as shown in FIG. ⁇ R ⁇ ′ can be made equal.
  • each magnetic sensor Sn is calibrated by the same idea as in the cases of FIGS. 10A and 10B so that the fluctuation amount ⁇ Rn of the output value Rn of each magnetic sensor Sn when the magnetic amount changes by ⁇ H is uniform.
  • the error due to the variation of each magnetic sensor Sn with respect to the time difference value by the difference circuit Dn can be suppressed.
  • the variation error of the time difference value for each magnetic sensor Sn it is possible to avoid the possibility that the error is amplified and excessive when the difference circuit Gm obtains the vehicle width direction difference value for the time difference value. If the vehicle width direction difference value with a small error is used, the magnetic marker 10 can be detected with high accuracy by subsequent filter processing or the like.
  • the calibration circuit 110 performs the above normal operation when the fluctuation range of the amount of magnetic force acting on the magnetic sensor Sn is shifted due to fluctuations in the magnitude of external magnetism, or when a regular calibration time comes.
  • the processing under the mode is repeatedly executed, and the calibration of the magnetic sensor Sn is executed as needed.
  • the time difference value for each magnetic sensor Sn is changed. Errors can be avoided and detection accuracy can be maintained high.
  • it is not necessary to bring the vehicle to a maintenance shop or the like for maintenance including calibration of the magnetic sensor Sn it is possible to reduce time and expense on the vehicle user side.
  • a threshold value for the variation range of the magnetic quantity For example, when the amount of magnetism when the magnetism of the magnetic marker is not acting fluctuates more than a threshold value, it may be determined that the variation range of the amount of magnetism has shifted, and processing in the normal mode may be executed.
  • the marker detection device 1 of the present example is a device having a calibration function of the magnetic sensor Sn.
  • the magnetism of the magnetic marker 10 can be measured with high accuracy. And if each magnetic sensor Sn is based on the sensor output obtained by measuring magnetism with high precision, the magnetic marker 10 can be detected with high precision.
  • a normal mode for bringing the sensitivity of each magnetic sensor Sn closer to the sensor array 11 including 15 magnetic sensors is illustrated.
  • the maintenance mode of FIGS. 7 and 8 and the normal mode of FIG. 9 may be implemented for one magnetic sensor.
  • the sensor array 11 in FIG. 7 it may be assumed that the sensor array 11 in FIG. 7 is replaced with one magnetic sensor.
  • n in FIGS. 8 and 9 is 15, but in the case of only one magnetic sensor, this n is 1.
  • an amplification factor is determined so that ⁇ Rcn / ⁇ Hbn in S307 in FIG. 9 becomes a predetermined value (a constant value in each normal mode) in each normal mode performed at intervals in time. It is good to set to amplifier. In this case, even if the magnitude of the external magnetism and the characteristics of the magnetic sensor fluctuate over time, the sensor output value changes when the magnet of a predetermined magnitude acts on the magnetic sensor in a superimposed manner. The amount can be made uniform.
  • the predetermined value of ⁇ Rcn / ⁇ Hbn may be a value corresponding to the ratio of ⁇ Hs and ⁇ Rsn in S205 in FIG. In this case, it is better to perform a calibration process described below in the process under the maintenance mode.
  • each amplifier 242 is set so that the output difference value, which is the amount of change in the sensor output output from the magnetic sensor Sn, becomes uniform with respect to the magnetic difference value ⁇ Hs that the Helmholtz coil 60 acts on each magnetic sensor Sn.
  • the amplification factor may be set. In this case, in step S205 in FIG. 8, it is preferable to store the sensor output characteristics after performing the calibration process.
  • the difference circuit Dn may be omitted based on the configuration of the sensor array 11 of this example.
  • a time difference is not performed for the sensor output value Rn of each magnetic sensor Sn, and a difference in sensor output value is performed with another magnetic sensor. Therefore, in this case, it is preferable to calibrate the magnetic sensors Sn so that the output values Rn of the magnetic sensors Sn are made closer to each other.
  • the amplification factor of each amplifier 242 is set so that the output value Rn of each magnetic sensor Sn when the magnetism of the magnetic marker 10 does not act on the sensor array 11 becomes uniform.
  • the offset value may be set appropriately.
  • the current difference value in this case corresponds to the current value after switching when the magnetic field generating coil Cn is switched from the non-energized state to the energized state.
  • the characteristic information of the magnetic field generating coil Cn may be a combination of a current value applied to the magnetic field generating coil and a magnetic amount acting on the magnetic sensor, and a magnetic force acting on the magnetic sensor Sn with respect to the supplied current. May be a ratio of magnitudes, i.e., sensitivity.
  • the characteristic information may be information indicating the relationship between the current flowing through the magnetic field generating coil Cn and the magnetism acting on the magnetic sensor Sn.
  • the characteristic information indicating the sensor output characteristic of the magnetic sensor Sn is exemplified by information on a combination of a magnetic difference value acting on the magnetic sensor Sn and an output difference value that is a change amount of the sensor output output from the magnetic sensor Sn. ing.
  • the characteristic information of the magnetic sensor Sn may be a combination of the magnetic amount acting on the magnetic sensor and the sensor output value output by the magnetic sensor, or the ratio of the sensor output value to the acting magnetic amount. good.
  • the characteristic information may be information representing the relationship between magnetism acting on the magnetic sensor Sn and sensor output from the magnetic sensor.
  • the configuration in which the difference circuit Gm is provided on the downstream side of the difference circuit Dn is illustrated, but instead of this, the difference value in the time direction with respect to the difference value in the vehicle width direction of the output value of the magnetic sensor Sn. It is also possible to adopt a configuration that calculates The process when the order of the difference circuit Dn and the difference circuit Gm is changed is equivalent to the process of the sensor array 11 of this example, as will be described below.
  • the output value of the magnetic sensor S1 at different timings T1 and T2 is R1 [T1] ⁇ R1 [T2]
  • the output value of the similar magnetic sensor S2 is R2 [T1] ⁇ R2 [T2].
  • the replacement of the order of the difference circuits will be described.
  • the time difference values related to the output values of the magnetic sensors S1 and S2 are (R1 [T1] ⁇ R1 [T2]) and (R2 [T1] ⁇ R2 [T2]), respectively.
  • the vehicle width direction difference values at the timings T1 and T2 related to the output values of the magnetic sensors S1 and S2 are (R2 [T1] ⁇ R1 [T1]) and (R2 [T2] ⁇ R1 [T2]), respectively. Become.
  • This calculation formula is equivalent to the above calculation formula that calculates the vehicle width direction difference value after calculating the time difference value.
  • the magnetic sensor Sn having sensitivity in the vehicle width direction is adopted, but it may be a magnetic sensor having sensitivity in the traveling direction or a magnetic sensor having sensitivity in the vertical direction. Further, for example, a magnetic sensor having sensitivity in the two-axis direction of the vehicle width direction and the traveling direction or in the two-axis direction of the traveling direction and the vertical direction may be adopted. A magnetic sensor having sensitivity in the direction may be adopted. If a magnetic sensor having sensitivity in a plurality of axial directions is used, the magnetic action direction can be measured together with the magnitude of the magnetism, and a magnetic vector can be generated. It is also possible to distinguish between the magnetism of the magnetic marker 10 and the disturbance magnetism using the difference of the magnetic vectors and the rate of change in the traveling direction of the difference.
  • the magnetic field generating coil Cn is exemplified as the magnetic field generating unit, the magnetic field generating unit may be any unit that generates a magnetic field in response to energization, and may be a simple electric wire. Further, in this example, the magnetic field generating coil Cn is wound around the amorphous wire 20, but the amorphous wire may not be interpolated with respect to the magnetic field generating coil Cn.
  • this example is a structural example which makes the sensor array 11 and the detection unit 12 a separate body, you may employ
  • the magnetic field generating coil Cn is formed by the same method as the pickup coil 21 of the sensor chip 2 based on the configuration of the first embodiment. The contents will be described with reference to FIGS.
  • the pickup coil 21 and the magnetic field generating coil Cn are arranged in parallel with respect to the amorphous wire 20 that forms a magnetic sensitive body.
  • the magnetic sensor Sn is formed by using the electrode wiring board 2A in which the recessed groove-like extending groove 25 is extended.
  • the amorphous wire 20 is embedded in an insulator made of an epoxy resin or the like filled in the extending groove 25.
  • the pickup coil 21 and the magnetic field generating coil Cn are formed by the conductive patterns 28 and 29 formed along the outer periphery of the insulator.
  • the first conductive pattern 28 is a pattern that is formed on the inner peripheral surface of the extending groove 25 so as to be substantially orthogonal to the groove direction of the extending groove 25, and both ends are extended on the surface of the electrode wiring board 2 ⁇ / b> A.
  • the first conductive pattern 28 includes a pattern 282 formed on the bottom surface of the extending groove 25 and a pattern 281 formed on the inner surface of the extending groove 25. A plurality of the first conductive patterns 28 are arranged in parallel in the groove direction like a ladder.
  • the second conductive pattern 29 is a conductive pattern that runs obliquely in the groove direction along the outer surface of the insulator exposed on the surface side of the electrode wiring board 2A. Similar to the first conductive pattern 28, a plurality of second conductive patterns 29 are arranged in parallel in the groove direction. Each pattern of the second conductive pattern 29 is skewed with respect to the groove direction, thereby connecting two first conductive patterns 28 adjacent in the groove direction in series.
  • the pickup coil 21 of the sensor chip 2 is formed so as to form a spiral electrical path as a whole by the combination of the first and second conductive patterns 28 and 29.
  • the amorphous wire 20 is longer than the entire length of the pickup coil 21.
  • a magnetic field generating coil Cn is provided at the end of the amorphous wire 20 protruding from the pickup coil 21. Similar to the pickup coil 21, the magnetic field generating coil Cn is formed by a combination of the first conductive pattern 28 and the second conductive pattern 29, and only the number of turns is different from the pickup coil 21.
  • first and second conductive patterns 28 and 29 will be described.
  • the second conductive pattern 29 In forming the second conductive pattern 29, first, of the surface of the electrode wiring board 2 ⁇ / b> A in which the insulator is formed in the extending groove 25, the surface of the insulator and the outer edge of the extending groove 25 are conductive. A metal thin film is deposited. After that, if a part of the metal thin film is removed using a selective etching method, the second conductive pattern 29 that connects the end portions of the adjacent first conductive patterns 28 can be formed.
  • the magnetic field generating coil Cn formed by the same method as the pickup coil 21 constituting the magnetic sensor Sn has the same specifications as the pickup coil 21 except for the number of turns. Since this magnetic field generating coil Cn can be created in the same process when creating the magnetic sensor Sn, there is little risk of inducing a cost increase. Further, since the magnetic field generating coil Cn is integrated and integrated with respect to the magnetic sensor Sn, there is no possibility that the separation distance from the magnetic sensor Sn or the like varies.
  • the magnetic field generating coil Cn is wound around the amorphous wire 20 of the magnetic sensor Sn, magnetism can be efficiently applied to the magnetic sensor Sn.
  • the ratio of the magnetism supplied to the magnetic sensor Sn out of the magnetism acting on the magnetic field generating coil Cn is less likely to fluctuate due to external factors or the like.
  • the structure in which the magnetic field generating coil Cn is wound around the amorphous wire 20 is effective in improving the accuracy of calibration using the magnetic field generating coil Cn.
  • the amorphous wire 20 is interpolated with respect to the magnetic field generating coil Cn.
  • the length of the amorphous wire 20 may be substantially the same as the entire length of the pickup coil 21, and the protrusion from the pickup coil 21 may be reduced. In this case, the amorphous wire 20 is not inserted into the magnetic field generating coil Cn.
  • Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.
  • Magnetic measurement system DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnetic marker 11 Sensor array 110 Calibration circuit 112 Calibration part (memory

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

磁気センサ（Ｓｎ）と磁界発生コイル（Ｃｎ）との組合せが複数配列されたセンサユニット（１１）を用いて道路に敷設された磁気マーカを検出するマーカ検出装置であって、各磁界発生コイル（Ｃｎ）の特性情報を記憶する記憶部（１１２）と、各磁界発生コイル（Ｃｎ）の特性情報を参照して、磁界発生コイル（Ｃｎ）に作用する電流差分値Ａに起因して磁気センサ（Ｓｎ）に作用する磁気差分値Ａを推定する推定部（１１２）と、磁界発生コイル（Ｃｎ）に作用する電流差分値Ａ分の電流の変化に応じた磁気センサ（Ｓｎ）の出力差分値Ａと、推定された磁気差分値Ａと、の比率である感度の均一性を高めるように各磁気センサ（Ｓｎ）を校正する校正部（１１２）と、を備えている。

Description

磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法
　本発明は、磁気センサを利用して磁気を計測する磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法に関する。
　従来より、車両に取り付けた複数の磁気センサを用いて道路に敷設された磁気マーカを検出するための磁気マーカ検出方法の提案がある（例えば下記の特許文献１参照。）。この磁気マーカ検出方法では、複数の磁気センサのうちの２つ以上の磁気センサの出力値の差分を求めることで外乱磁気の影響を抑制し、磁気マーカの検出精度を高めている。
特開２０１７－０８３１８９号公報
　しかしながら、前記従来の磁気マーカ検出方法では、次のような問題がある。すなわち、各磁気センサの出力特性に個体差があると、個体差に起因する出力値のばらつき誤差が差分演算によって増幅されて大きな誤差となることから、車両の使用期間において定期的に磁気センサを校正する必要があり、車両のユーザー側の負担が高くなるおそれがあるという問題がある。
　本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気センサを利用して精度高く磁気を計測するための磁気計測システム及び磁気センサの校正方法を提供しようとするものである。
　本発明の一態様は、磁気センサを用いて磁気を計測する磁気計測システムであって、
　前記磁気センサには、通電した電流に応じて磁界を発生させる磁界発生部が付設されており、
　前記磁界発生部に通電する電流と、前記磁気センサに作用する磁気と、の関係である磁気出力特性を表す磁界発生部の特性情報を記憶する記憶部と、
　前記記憶部により記憶される前記磁界発生部の特性情報を参照して、前記磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値Ａに起因して前記磁気センサに作用する磁気の変化量である磁気差分値Ａを推定する推定部と、
　前記磁界発生部に作用する前記電流差分値Ａ分の電流の変化に応じて前記磁気センサが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値Ａと、前記推定部が前記電流差分値Ａについて推定する磁気差分値Ａと、の比率を調整することで磁気センサを校正する校正部と、を備える磁気計測システムにある。
　本発明の一態様は、磁気を計測する磁気センサの校正方法であって、
　通電した電流に応じて磁界を発生させる磁界発生部が付設されていると共に、
　前記磁界発生部に通電する電流と、前記磁気センサに作用する磁気と、の関係である磁気出力特性を表す磁界発生部の特性情報を記憶する記憶部が付設された磁気センサについて、
　前記記憶部により記憶される前記磁界発生部の特性情報に基づき、前記磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値Ａに起因して前記磁気センサに作用する磁気の変化量である磁気差分値Ａを推定する磁気推定ステップと、
　前記磁界発生部に作用する前記電流差分値Ａ分の電流の変化に応じて前記磁気センサが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値Ａと、前記磁気推定ステップで前記電流差分値Ａについて推定される磁気差分値Ａと、の比率を調整することで前記磁気センサを校正する校正ステップと、を実施する磁気センサの校正方法にある。
　本発明では、磁界発生部の特性情報に基づき、磁界発生部が磁気センサに作用する磁気差分値の推定が可能である。そして本発明では、磁気センサに作用する磁気差分値を推定した結果を利用して、磁気センサの校正を可能としている。
　以上のように本発明によれば、付設された磁界発生部を利用して校正された磁気センサにより、精度の高い磁気計測を実現できる。
実施例１における、センサアレイを取り付けた車両の正面図。 実施例１における、磁気マーカが敷設された車線を示す俯瞰図。 実施例１における、センサアレイの構成を示すブロック図。 実施例１における、磁気センサ及びキャリブレーション回路の構成を示すブロック図。 実施例１における、検出ユニットの構成を示すブロック図。 実施例１における、磁気マーカを検出するための処理の流れを示すフロー図。 実施例１における、メンテナンスモード下の処理を実施するための装置の説明図。 実施例１における、メンテナンスモード下の処理の流れを示すフロー図。 実施例１における、通常モード下の処理の流れを示すフロー図。 実施例１における、磁気センサの校正処理の説明図（（ａ）校正前の磁気センサのセンサ出力特性、（ｂ）校正後の磁気センサのセンサ出力特性）。 実施例２における、アモルファスワイヤに沿って並列配置されたピックアップコイルと磁界発生コイルを示す説明図。 実施例２における、コイルの形成方法を説明するための参照図。
　本発明において、磁界発生部に作用する電流差分値は、通電する電流の変化量である。例えば、磁界発生部への非通電状態から通電状態への切換を行う場合には、通電する電流値がゼロの状態から通電状態下の電流値に切り換わるので、電流差分値は、通電状態下の電流値そのものとなる。
　本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
　本例は、磁気センサを用いて磁気を計測する磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法に関する例である。この内容について、図１～図１０を用いて説明する。
　磁気計測システムの一例をなすマーカ検出装置１は、図１及び図２のごとく、道路に敷設された磁気マーカ１０を検出するために車両５に組み込まれる車載装置である。磁気マーカ１０は、例えば、車両５が走行する車線１００の中央に沿うように路面１００Ｓに敷設される。例えば、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの円柱状をなす磁気マーカ１０は、路面１００Ｓに穿設された収容孔１００Ｈに収容されて埋設される。
（１）マーカ検出装置の構成
　マーカ検出装置１は、図１及び図２のごとく、複数の磁気センサＳｎを含むセンサアレイ１１と、図示しないＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵する検出ユニット１２と、を組み合わせた装置である。特に本例のセンサアレイ１１は、磁気センサＳｎの校正機能を備えている。
　センサアレイ１１は、車両５の底面に当たる車体フロア５０に取り付けられる。本例の車両５の場合、路面１００Ｓを基準とした取付け高さが約２００ｍｍとなっている。
　検出ユニット１２は、センサアレイ１１が出力するセンサ信号に処理を施して磁気マーカ１０を検出するユニットである。検出ユニット１２による検出結果は、例えば車両５側の図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）等に入力され、車線を維持して車両５が走行するための自動操舵制御や車線逸脱警報など各種の制御に利用される。
（１．１）センサアレイの構成
　センサアレイ１１は、図３のごとく、１５個のセンサチップ２が一直線上に配置されたセンサユニットである。センサアレイ１１は、１５個のセンサチップ２のほか、差分回路Ｄｎ（ｎは１～１５の自然数。）、差分回路Ｇｍ（ｍは１～１４の自然数。）、キャリブレーション回路１１０等を含めて構成されている。
　センサチップ２は、磁気センサＳｎと磁界発生コイル（磁界発生部の一例）Ｃｎとが１個ずつ組み込まれ、さらに電子回路が組み込まれて１チップ化された電子部品である。電子回路としては、後述するパルス回路２２や信号処理回路２４等が組み込まれている。センサアレイ１１では、１５個のセンサチップ２が一直線上に配置されている。これにより、センサアレイ１１では、１５個の磁気センサＳｎが一直線上に配列された態様が実現されている。また、磁界発生コイルＣｎが組み込まれたセンサチップ２を採用することで、各磁気センサＳｎに対して磁界発生コイルＣｎが個別に付設された態様が実現されている。
　センサアレイ１１は、磁気センサＳ１が車両５の左側（右ハンドル車の助手席側）に位置し、右側に向かって番号順に並ぶように車幅方向に沿って取り付けられている。センサアレイ１１における磁気センサＳｎの間隔は、隣り合う２つの磁気センサが磁気マーカ１０の磁気を同時に検出できるように７０ｍｍに設定されている。このような間隔を設定すれば、隣り合う２つの磁気センサの出力値、あるいは出力値に基づく演算値の差分演算等により車幅方向の勾配を表す差分値を算出できる。
　差分回路Ｄｎは、図３のごとく、各磁気センサＳｎの出力値について、時間方向の勾配を表す差分演算値を演算する回路である。差分回路Ｄｎは、時間的に先行する前回の磁気計測（サンプリング）時の出力値を記憶している。差分回路Ｄｎは、時間的に後続する今回の出力値から前回の出力値を差し引くことで時間方向の勾配を表す時間差分値を演算する。
　差分回路Ｇｍは、隣り合う磁気センサＳｎに対応する２つの差分回路Ｄｎの時間差分値について、一方の時間差分値から他方の時間差分値を差し引くことにより、車幅方向の勾配を表す差分演算値である車幅方向差分値を演算する回路である。
　センサアレイ１１は、１４個の差分回路Ｇｍによる差分演算値（車幅方向差分値）をセンサ信号として出力する。センサアレイ１１は、１４個の差分回路Ｇｍの差分演算値を同時に出力できるよう、１４チャンネルの出力ポートを備えている。なお、本例のセンサアレイ１１は、車両５の高速走行に対応できるように３ｋＨｚの周期で磁気計測を実行し、磁気計測を実施する毎にセンサ信号を検出ユニット１２に入力する。
　センサアレイ１１が備えるセンサチップ２では、図４のごとく、ＭＩ（Magneto-Impedance）素子を利用して磁気センサＳｎが構成されている。ＭＩ素子は、ＣｏＦｅＳｉＢ系合金製のほぼ零磁歪であるアモルファスワイヤ（磁性体ワイヤ）２０と、このアモルファスワイヤ２０の周囲に巻回されたピックアップコイル（コイル）２１と、を含む素子である。磁気センサＳｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ミリテスラであって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２マイクロテスラという高感度のセンサである。このような高感度は、アモルファスワイヤ２０のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するというＭＩ効果により実現されている。
　ＭＩ素子は、アモルファスワイヤ２０にパルス電流を通電したときにピックアップコイル２１に発生する電圧を計測することで、アモルファスワイヤ２０に作用する磁気を検出する。このＭＩ素子は、感磁体であるアモルファスワイヤ２０の軸方向に検出感度を有している。なお、センサアレイ１１は、各磁気センサＳｎのアモルファスワイヤ２０が車幅方向に沿うように車両５に組み付けられている。
　センサチップ２に組み込まれたパルス回路２２（図４）は、アモルファスワイヤ２０に通電するパルス電流の元となるパルス信号を生成する回路である。
　信号処理回路２４（図４）は、パルス信号に連動して開閉する同期検波器２４１を利用してピックアップコイル２１の誘起電圧を取り出し、増幅器２４２がその誘起電圧を増幅する回路である。信号処理回路２４は、増幅後の誘起電圧を磁気センサＳｎの出力値とし、差分回路Ｄｎ（図３）に入力する。なお、磁気センサＳｎの出力値は、キャリブレーション回路１１０にも入力される。信号処理回路２４の増幅器２４２は、キャリブレーション回路１１０による制御により誘起電圧の増幅率を調整可能である。
　各センサチップ２の磁界発生コイルＣｎは、電線が巻回されて形成されたコイルであり、互いに電気的な直列をなすように接続されている。磁界発生コイルＣｎは、キャリブレーション回路１１０による通電に応じて磁界を発生し、磁気センサＳｎに磁気を作用する。センサアレイ１１が備える磁気センサＳｎの校正機能は、この磁界発生コイルＣｎを利用して実現される。電線が巻回されたコイルである磁界発生コイルＣｎは、通電電流の大きさに対する磁気量の線形性が高いという特性があるので、磁気センサＳｎの校正に好適である。
　各磁界発生コイルＣｎは、設計仕様が共通していると共に、磁気センサＳｎとの相対的な位置関係を規定する組込仕様も共通している。また、直列に接続された各磁界発生コイルＣｎには、キャリブレーション回路１１０から供給される電流が等しく通電される。したがって、設計上は、各磁界発生コイルＣｎが対応する磁気センサＳｎに対して等しく磁気を作用できる。しかしながら、各磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性のばらつきは不可避であり、さらに、磁気センサＳｎとの位置関係のばらつきも不可避である。そのため、各磁界発生コイルＣｎが対応する磁気センサＳｎに作用する磁気量には、ばらつき誤差が生じる。
　キャリブレーション回路１１０（図４）は、磁界発生コイルＣｎへの通電等を実行するコイル駆動部１１４と、磁気センサＳｎの校正処理等を実行する校正部１１２と、を含めて構成されている。校正部１１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ（read only memory）・ＲＡＭ（random access memory）・フラッシュＲＯＭ、Ｉ／Ｏなどを含めて構成されている。この校正部１１２は、磁気センサＳｎを校正するために必要となる磁界発生コイルＣｎの特性情報（磁気出力特性）を記憶する記憶部、磁界発生コイルＣｎに作用する電流差分値に起因して磁気センサＳｎに作用する磁気差分値を推定する推定部、等としての機能を備えている。ここで、電流差分値は、磁界発生コイルＣｎに通電する電流の変化量である。磁気差分値は、磁気センサＳｎに作用する磁気の変化量である。
　コイル駆動部１１４は、磁界発生コイルＣｎに電流を供給する定電流回路１１４Ａと、供給電流の電流値を計測する電流計測回路１１４Ｂと、を含めて構成されている。定電流回路１１４Ａは、キャリブレーション回路１１０の制御に応じて磁界発生コイルＣｎに電流を供給する。電流計測回路１１４Ｂは、計測した磁界発生コイルＣｎの電流値を校正部１１２に入力する。
　校正部１１２は、ＲＯＭから読み出したプログラムをＣＰＵが処理することで、少なくとも２種の動作モードを実行可能である。動作モードとしては、車両５の使用期間中に実行される通常モード、及び工場出荷時やメンテナンス作業時のメンテナンスモード、がある。通常モードとメンテナンスモードとの切替は、例えば、外部接続されたメンテナンス装置６１（図７参照。）の制御により実行される。
　通常モードは、車両５の使用期間において各磁気センサＳｎを校正するための動作モードである。メンテナンスモードは、ヘルムホルツコイル６０（図７参照。）の基準磁気を利用して各磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性（特性情報）を特定するための動作モードである。このメンテナンスモードによって特定された各磁界発生コイルＣｎの特性情報（後述）は、キャリブレーション回路１１０（校正部１１２）を構成するフラッシュＲＯＭ等の記憶部により記憶され、磁気センサＳｎの校正に利用される。なお、各動作モードの内容については、図８及び図９のフロー図などを参照して後で説明する。
　ここで、図７のヘルムホルツコイル６０は、同軸上で離隔して配置された共通仕様の２つの円形コイルを含み、２つの円形コイルの間隔がコイルの半径と等しいコイルシステムである。このヘルムホルツコイル６０では、同じ向きの等しい電流を２つの円形コイルに対して通電することで均一性の高い磁場を生成できる。ヘルムホルツコイル６０が生成する磁気は、基準の磁気量である基準磁気として利用可能である。なお、ヘルムホルツコイル６０の外周側に大径のコイルを同芯配置して磁場の均一性を一層高めたマックスウェルコイルを利用することも良い。
（１．２）検出ユニットの構成
　検出ユニット１２は、図５のごとく、各種の演算を実行するＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子等が実装された電子基板（図示略）を備えるユニットである。この検出ユニット１２は、センサアレイ１１が出力する１４チャンネルのセンサ信号の一斉取り込みに対応している。
　検出ユニット１２は、センサアレイ１１が出力するセンサ信号に基づく時系列データについてフィルタ処理を施すフィルタ処理回路１２５と、マーカ検出処理を実行する検出処理回路１２７と、を備えている。また、この検出ユニット１２には、センサアレイ１１が出力するセンサ信号を格納するデータエリアＭ１～Ｍ１４（適宜Ｍｍと記載）、フィルタ処理回路１２５のフィルタ出力値を格納するデータエリアＨ１～Ｈ１４（適宜Ｈｍと記載）が設けられている。
　データエリアＭｍは、上記のようにセンサアレイ１１が３ｋＨｚ周期で出力する１４チャンネルのセンサ信号が表すデータを順次、記憶し、チャンネル毎の時系列データとして格納する記憶エリアである。
　フィルタ処理回路１２５は、データエリアＭｍに格納された１４チャンネルの時系列データについて、チャンネル毎にフィルタ処理を施す回路である。このフィルタ処理に適用するフィルタは、低周波成分を抑圧あるいは遮断し高周波成分を通過させるハイパスフィルタである。
（２）マーカ検出装置の動作
　マーカ検出装置１の動作として、（２．１）磁気マーカ１０の検出動作、を概説した後、（２．２）磁気センサＳｎの校正動作、の内容を説明する。なお、（２．２）磁気センサＳｎの校正動作には、上記したように（２．２．１）メンテナンスモード下の処理と、（２．２．２）通常モード下の処理と、がある。
（２．１）磁気マーカの検出動作
　磁気マーカ１０を検出するに当たって、検出ユニット１２は、図６のように、例えば３ｋＨｚの周期で各磁気センサＳｎによる磁気計測が実行されるようにセンサアレイ１１を制御する（Ｓ１０１）。各磁気センサＳｎの出力値Ｒｎは、まず、差分回路Ｄｎ（図３）に入力され、磁気センサＳｎの出力値Ｒｎの時間方向の勾配を表す時間差分値が求められる（Ｓ１０２）。
　各磁気センサＳｎの時間差分値は、車幅方向の差分を演算する差分回路Ｇｍ（図３）に入力される。例えば、差分回路Ｇ１には、差分回路Ｄ１及びＤ２の時間差分値が入力され、Ｄ２の時間差分値からＤ１の時間差分値を差し引く差分演算が実行される（Ｓ１０３）。差分回路Ｇｍによる車幅方向の差分演算値である車幅方向差分値は、センサアレイ１１において隣り合う２つの磁気センサＳｎに係る時間差分値の差分の値であり、時間差分値の車幅方向の勾配を示している。
　ここで、差分回路Ｄｎ、差分回路Ｇｍによる図６中のＳ１０２やＳ１０３の差分演算は、各磁気センサＳｎに対して一様に作用するコモン磁気ノイズの除去に極めて有効である。コモン磁気ノイズは、地磁気だけでなく、例えば鉄橋や他の車両などのサイズ的に大きな磁気発生源からも生じる可能性が高い。大きな磁気発生源の場合、Ｎ極からＳ極への磁界ループが非常に大きくなるため、両極の中間的な位置で磁界が一様に近づき、各磁気センサＳｎに作用する磁気が一様に近いコモン磁気ノイズの態様を呈する。上記のＳ１０２、Ｓ１０３の差分演算によれば、このようなコモン磁気ノイズを効率良く除去できる。
　センサアレイ１１は、差分回路Ｇｍによる車幅方向差分値よりなる１４チャンネルのセンサ信号を一斉に出力する。検出ユニット１２は、このセンサ信号に基づくチャンネル毎の時系列データをデータエリアＭｍ（図５）に格納する。検出ユニット１２は、新たなセンサ信号を取得したとき、データエリアＭｍに格納されたデータのうち、最も古いデータを消去すると共にデータエリアＭｍの各データを順送りして空き領域を設け、新たに取得したセンサ信号が表すデータをその空き領域に格納する。これによりデータエリアＭｍにおいて、差分回路Ｇｍによる車幅方向差分値の過去の所定期間に亘る時系列データが生成される。
　検出ユニット１２は、データエリアＭｍに格納されたチャンネル毎の時系列データをフィルタ処理回路１２５に入力する。フィルタ処理回路１２５は、低周波成分を遮断し高周波成分を通過させるフィルタ処理（ハイパスフィルタ処理）を実行し（図６中、Ｓ１０４）、フィルタ出力値をデータエリアＨｍに格納する。そして、検出ユニット１２は、データエリアＨｍに格納されたフィルタ出力値を利用して磁気マーカ１０を検出するためのマーカ検出処理を実行する（Ｓ１０５）。
　このマーカ検出処理を実行する検出ユニット１２は、例えば、データエリアＨｍに格納されたフィルタ出力値に関する閾値処理等により磁気マーカ１０に由来するフィルタ出力値を抽出し、これにより、磁気マーカ１０を検出する。さらに、例えば閾値を超えるフィルタ出力値がデータエリアＨ１～Ｈ１４のうちのいずれに属するか等に基づいて、磁気マーカ１０の車幅方向の相対位置を特定する。
　例えば橋やトンネルなどの大きな磁気発生源の場合、上記のように図６のＳ１０２やＳ１０３の差分演算が、一様に作用するコモン磁気ノイズ等の外部磁気を抑圧できるという一定の効果を発揮する。しかしながら、大きな磁気発生源であっても磁極となる端部の周辺では、磁力線がループ状の経路をなす磁界が形成されて磁気勾配が生じる。磁気勾配が生じていれば、Ｓ１０２やＳ１０３の差分演算のみで除去することは難しくなる。
　大きな磁気発生源の周辺磁界と、小さな磁気発生源の周辺磁界とでは、磁極間距離の違いによって磁気勾配の変化率が異なってくる。すなわち、磁極間の距離が長い大きな磁気発生源の周辺磁界では、一方の磁極の磁気勾配が他方の磁極の磁気勾配に遷移するまでの距離が長く、磁極となる端部の周辺であっても、磁気勾配の変化が緩やかである。一方、磁極間の距離が短い小さな磁気発生源の周辺磁界の場合、磁気勾配の変化が急激となってその変化率が大きくなる。
　低周波成分を遮断するフィルタ処理（Ｓ１０４）によれば、橋やトンネルなどの大きな磁気発生源の端部の周辺磁界における変化が緩やかな磁気勾配の成分の除去あるいは抑圧が可能である。一方、小さな磁気発生源である磁気マーカ１０に由来する変化が急激な磁気勾配の成分は、Ｓ１０４のフィルタ処理で抑圧されずに通過できる。このように磁気マーカ１０に由来する磁気勾配の成分が多く含まれるフィルタ処理（Ｓ１０４）のフィルタ出力値に基づけば、小さな磁気発生源である磁気マーカ１０を確実性高く検出できる。
（２．２）磁気センサの校正動作
　上記の磁気マーカ１０の検出動作では、磁気センサＳｎの出力値の時間的な差分、車幅方向の差分を求めることでコモン磁気ノイズを除去し、磁気マーカ１０の検出精度を高めようとしている。しかしながら、差分演算には、誤差を増幅する特性がある。特に異なる磁気センサ間の差分演算については、磁気センサＳｎの個体差に起因するばらつき誤差の悪影響を拡大してしまうという問題がある。差分演算による悪影響を未然に抑制するために、磁気センサＳｎの校正が重要になってくる。
　磁気センサＳｎを校正するためにキャリブレーション回路１１０（図３）が実行する処理としては、（２．２．１）工場出荷時やメンテナンス作業時のメンテナンスモード下の処理と、（２．２．２）車両の使用期間中に実行される動作モードである通常モード下の処理と、がある。
（２．２．１）メンテナンスモード下の処理
　メンテナンスモード下の処理は、ヘルムホルツコイル６０の基準磁気を利用して磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性（特性情報）を特定するための処理である。磁界発生コイルＣｎは、電流値と磁気量との線形性が高いため、磁気出力特性が分かれば磁気センサＳｎに作用する磁気量を定量的に制御あるいは推定できる。例えば、磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性として、ある電流値Ｉの電流を通電したとき、磁気量Ｈであることが把握されている場合について説明する。このとき、０．５Ｉの電流値の電流を磁界発生コイルＣｎに通電すれば、対応する磁気センサＳｎに対して、０．５Ｈの磁気量を磁界発生コイルＣｎから作用できる。
　メンテナンスモード下の処理は、図７のごとく、例えば電源供給や動作モードの切替等を実行する専用のメンテナンス装置６１、均一な磁場を発生する磁界発生装置６などを利用して実行される。磁界発生装置６は、例えばヘルムホルツコイル６０を備える磁気装置である。メンテナンス装置６１は、センサアレイ１１及び磁界発生装置６の両方に接続されている。メンテナンス装置６１は、センサアレイ１１に対して動作電力を供給するほか、センサアレイ１１と磁界発生装置６との間で、動作状況を表すステータス情報の送受信を仲介する。
　メンテナンスモード下の処理は、磁界発生装置６が形成する一様な磁場の空間にセンサアレイ１１が保持された状態で実施される（図７）。メンテナンス装置６１は、磁界発生装置６からヘルムホルツコイル６０への通電準備が完了したスタンバイ状態である旨のステータス情報を取得すると、そのステータス情報をセンサアレイ１１に転送する。
　スタンバイ状態である旨の磁界発生装置６のステータス情報を受信したとき、センサアレイ１１のキャリブレーション回路１１０が、各磁気センサＳｎに磁気計測を実行させる。この磁気計測により、キャリブレーション回路１１０は、ヘルムホルツコイル６０による磁気が作用していないときのセンサ出力値Ｒ１ｎを取得する（図８、Ｓ２０１）。キャリブレーション回路１１０は、ヘルムホルツコイル６０及び磁界発生コイルＣｎの非通電状態における各磁気センサＳｎのセンサ出力としてセンサ出力値Ｒ１ｎを記憶する。一般に、このセンサ出力値Ｒ１ｎは、自然界の外部磁気や、センサ出力値のオフセット等のため、ゼロにはならないことが多い。
　磁界発生装置６は、センサアレイ１１から磁気計測完了のステータス情報を受信すると、ヘルムホルツコイル６０への通電を開始する（Ｓ２０２）。磁界発生装置６は、センサアレイ１１の各磁気センサＳｎに対して基準の磁気量である基準磁気Ｈｋを作用させるようにヘルムホルツコイル６０の通電電流を制御する。
　ヘルムホルツコイル６０が発生する磁界は、外部磁界に対して重畳されるバイアス磁界として各磁気センサＳｎに作用する。したがって、ヘルムホルツコイル６０の基準磁気Ｈｋを各磁気センサＳｎに作用すると、磁気センサＳｎに作用する磁気量が基準磁気Ｈｋの分だけ変化する。すなわち、ヘルムホルツコイル６０への通電を開始したときの各磁気センサＳｎに作用する磁気の変化量である基準の磁気差分値（磁気差分値Ｃの一例）ΔＨｓは、ΔＨｓ＝Ｈｋとなる。磁界発生装置６は、基準磁気Ｈｋを各磁気センサＳｎに作用する状態になった後、通電中である旨のステータス情報をメンテナンス装置６１を介してキャリブレーション回路１１０へ送信する。
　キャリブレーション回路１１０は、通電中という磁界発生装置６のステータス情報を受信すると、各磁気センサＳｎに磁気計測を実行させることでセンサ出力値Ｒ２ｎを取得する（Ｓ２０３）。さらに、メンテナンス装置６１は、ヘルムホルツコイル６０への通電を開始したときの磁気センサＳｎのセンサ出力の変化量である基準の出力差分値ΔＲｓｎ（＝Ｒ２ｎ－Ｒ１ｎ、出力差分値Ｃの一例）を、各磁気センサＳｎについて演算する（Ｓ２０４、センサ特性取得ステップ）。
　キャリブレーション回路１１０は、上記のステップＳ２０２で記憶した基準の磁気差分値ΔＨｓ（各磁気センサＳｎについて共通）と、ステップＳ２０４で演算した基準の出力差分値ΔＲｓｎと、の数値的な組合せ（ΔＨｓ⇔ΔＲｓｎ）を、各磁気センサＳｎの特性情報であるセンサ出力特性として磁気センサＳｎ毎に記憶する（Ｓ２０５、センサ特性取得ステップ）。この組合せは、磁気センサＳｎに作用する磁気量がΔＨｓ変化したときの磁気センサＳｎの出力差分値がΔＲｓｎであるというセンサ出力特性を表している。
　磁界発生装置６は、全ての磁気センサＳｎのセンサ出力特性（特性情報）の記憶が完了した旨のステータス情報をセンサアレイ１１から受信すると、ヘルムホルツコイル６０（図７）への通電を停止する（Ｓ２０６）。センサアレイ１１は、ヘルムホルツコイル６０への通電が停止された旨のステータス情報を受信すると、磁界発生コイルＣｎへの通電を開始する（Ｓ２０７）。
　なお、磁界発生コイルＣｎは、直列をなすように接続されているため、各磁界発生コイルＣｎの通電電流の大きさは等しくなる。磁界発生コイルＣｎに通電する電流値Ｉ１としては、磁界発生コイルＣｎの巻数やコイル径などの設計仕様に基づいて、ヘルムホルツコイル６０による基準磁気Ｈｋに近い磁気量を磁気センサＳｎに作用できる電流値を設定すると良い。磁界発生コイルＣｎへの通電電流を電流値ゼロから電流値Ｉ１に切り替えれば、磁界発生コイルＣｎに通電する電流値の変化量である電流差分値がΔＩａ＝Ｉ１となる。なお、磁界発生コイルＣｎは互いに直列をなすように接続されているため、電流差分値Ｂの一例である電流差分値ΔＩａは、各磁界発生コイルＣｎについて共通になる。一方、各磁界発生コイルＣｎでは磁気出力特性にばらつきがあるので、各磁界発生コイルＣｎが磁気センサＳｎに作用する磁気量は一定にならず、ばらつきが生じる。
　キャリブレーション回路１１０は、電流値Ｉ１を各磁界発生コイルＣｎに通電している期間中に、各磁気センサＳｎによる磁気計測を実行し、センサ出力値Ｒ３ｎを磁気センサＳｎ毎に取得する（Ｓ２０８、磁気計測ステップ）。そして、キャリブレーション回路１１０は、磁界発生コイルＣｎの磁気が作用しているときのセンサ出力値Ｒ３ｎから、磁界発生コイルＣｎ及びヘルムホルツコイル６０からの磁気が作用していないときのセンサ出力値Ｒ１ｎ（上記Ｓ２０１のセンサ出力値）を差し引く演算を、各磁気センサＳｎについて実施する。これにより、磁界発生コイルＣｎへの通電電流の変化量である電流差分値ΔＩａに応じた磁気センサＳｎのセンサ出力の変化量である出力差分値ΔＲｃｎ（＝Ｒ３ｎ－Ｒ１ｎ、出力差分値Ｂの一例）を、磁気センサＳｎ毎に取得する（Ｓ２０９、磁気計測ステップ）。
　キャリブレーション回路１１０は、各磁気センサＳｎの出力差分値ΔＲｃｎに対応する磁気差分値ΔＨａｎ（磁気差分値Ｂの一例）を推定するために、まず、上記のステップＳ２０５で記憶した磁気センサＳｎのセンサ出力特性（ΔＨｓ⇔ΔＲｓｎ）を参照する（Ｓ２１０、磁気出力特性取得ステップ）。そして、磁気差分値ΔＨｓに起因して出力差分値ΔＲｓｎが生じるという磁気センサＳｎのセンサ出力特性に基づく比例計算により、各磁気センサＳｎの出力差分値ΔＲｃｎ（上記のＳ２０９）に対応する磁気差分値ΔＨａｎ（＝（ΔＲｃｎ／ΔＲｓｎ）×ΔＨｓ）を求める（Ｓ２１１、磁気出力特性取得ステップ）。そして、キャリブレーション回路１１０は、磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性として、磁気差分値ΔＨａｎと電流差分値ΔＩａとを対応付けて記憶することにより両者の数値的な組合せを記憶する（Ｓ２１２、磁気出力特性取得ステップ）。
　以上のような手順のメンテナンスモード下の処理を実施すれば、ヘルムホルツコイル６０の基準磁気Ｈｋを磁気センサＳｎに計測させることで、各磁気センサＳｎのセンサ出力特性を把握できる（センサ特性取得ステップ）。さらに、センサ出力特性が把握された各磁気センサＳｎを用いて磁界発生コイルＣｎが作用する磁気を計測すれば（磁気計測ステップ）、該磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性を把握できる（磁気出力特性取得ステップ）。
　一般的に、電線が巻回された磁界発生コイルＣｎは、通電する電流の大きさに対する磁気の大きさの線形性が高く、通電電流の電流値に略比例して磁気量が変化する。したがって、磁気出力特性が把握された磁界発生コイルＣｎによれば、対応する磁気センサＳｎに作用する磁気量を定量的に制御できるようになり、磁気センサＳｎの校正に役立つ。
（２．２．２）通常モード下の処理
　車両の使用期間においては、各磁気センサＳｎに対して車両５の内外からさまざまな磁気が作用する。特に車両５には、磁気発生源となり得るさまざまな電子部品が搭載されている。これらの電子部品からの磁気が磁気センサＳｎに作用し、その磁気量が磁気マーカ１０から作用する磁気量よりも大きくなることもある。また、道路を構成するトンネルや橋などのＲＣ構造の構造物は大きな磁気発生源となり得るため、走行環境に応じて外部から車両５に作用する外部磁気の大きさも変動する。
　一般的に、磁気センサの感度、すなわち、作用する磁気量がΔＨ変化したときのセンサ出力値の変化量ΔＲの比率は、ΔＨが小さければ一定と取り扱うことができる。一方、磁気センサＳｎの感度は、計測対象の磁気量の絶対値の高低、すなわち磁気量の変動範囲の高低に応じて大きく変化することがある。さらに、このような感度の変動度合いは、個体差のため磁気センサＳｎ毎に異なってくる。そのため、車両５の使用期間において、各磁気センサＳｎに作用する磁気量の変動範囲がシフトすれば、各磁気センサＳｎの感度にばらつきが生じてくる可能性が高い。磁気センサＳｎ毎の感度にばらつきが生じれば、各差分回路Ｄｎによる時間差分値に誤差が生じてくる。そして、このような時間差分値の誤差は、差分回路Ｇｍによる差分演算によってさらに拡大するため、磁気マーカ１０の検出精度を低下させる要因となり得る。
　キャリブレーション回路１１０による通常モード下の処理は、車両５の使用期間において、各磁気センサＳｎの感度の均一性を高めて時間差分値の誤差を抑制するために実行される。この通常モード下の処理は、センサアレイ１１の各磁気センサＳｎに対して外部磁気が一様に近く磁気が作用している状況で実施すると良い。例えば、磁気マーカ１０やマンホールなどの比較的小さな磁気発生源や、ＲＣ構造の橋などの大きな磁気発生源の端部などに由来する磁気がセンサアレイ１１に作用していない状況が好適である。
　キャリブレーション回路１１０は、図９のごとく、まず、磁界発生コイルＣｎに非通電の状態で、各磁気センサＳｎに対して外部から一様に近く作用する磁気を計測し、各磁気センサＳｎのセンサ出力値Ｒ４ｎを順次記憶する（Ｓ３０１）。続いてキャリブレーション回路１１０は、磁界発生コイルＣｎへの通電を開始する（Ｓ３０２）。このときの電流値Ｉ２としては、メンテナンスモード下の上記のステップＳ２０７と同じ電流値Ｉ１を設定しても良いし、異なる電流値であっても良い。本例では、電流値Ｉ１と同じ電流値Ｉ２を各磁界発生コイルＣｎに通電している。そのため、各磁界発生コイルＣｎに通電する電流の変化量である電流差分値ΔＩｂ（電流差分値Ａの一例）＝Ｉ２＝Ｉ１となる。
　キャリブレーション回路１１０は、各磁界発生コイルＣｎへの通電中に、各磁気センサＳｎに磁気計測を実行させ、センサ出力値Ｒ５ｎを取得する（Ｓ３０３）。そして、磁界発生コイルＣｎへの通電開始時の電流差分値ΔＩｂ分の電流変化に応じた各磁気センサＳｎの出力差分値ΔＲｃｎ（＝Ｒ５ｎ－Ｒ４ｎ、出力差分値Ａの一例）を演算により求める（Ｓ３０４）。
　キャリブレーション回路１１０は、メンテナンスモード下の上記のステップＳ２１２で記憶した磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性（ΔＨａｎ⇔ΔＩａ）を参照する（Ｓ３０５）。そして、この磁気出力特性を利用して、ステップＳ３０２において電流値Ｉ２を磁界発生コイルＣｎに通電したときの電流差分値ΔＩｂによって各磁気センサＳｎに作用する磁気量の変化である磁気差分値ΔＨｂｎ（磁気差分値Ａの一例）を推定する（Ｓ３０６、磁気推定ステップ）。
　この磁気差分値ΔＨｂｎの推定方法は、電流差分値に対して磁気差分値がほぼ線形に変化すること、外部環境が変動してもステップＳ３０５で参照した磁気出力特性（ΔＨａｎ⇔ΔＩａ）におけるΔＨａｎとΔＩａとの比例関係が保持されること、を前提にしている。電流差分値ΔＩｂを磁界発生コイルＣｎに作用したときの磁気差分値ΔＨｂｎは、ΔＨｂｎ＝（ΔＩｂ／ΔＩａ）×ΔＨａｎの演算式により推定可能である。本例の場合、電流差分値ΔＩａ＝ΔＩｂであるため、磁気差分値ΔＨｂｎがΔＨａｎに等しくなる。
　キャリブレーション回路１１０は、ステップＳ３０４に係る磁気センサＳｎの出力差分値ΔＲｃｎと、ステップＳ３０６で推定した磁気差分値ΔＨｂｎと、の比率が所定値となるように、出力差分値ΔＲｃｎの増幅率を求める（Ｓ３０７、校正ステップ）。そして、キャリブレーション回路１１０は、演算により求めた各磁気センサＳｎの増幅率を、対応する増幅器２４２に設定することで各磁気センサＳｎを校正する（Ｓ３０８、校正ステップ）。
　ここで、上記のステップＳ３０７における所定値は、作用する磁気差分値ΔＨｂｎに対する磁気センサＳｎの感度を表している。したがって、各磁気センサＳｎについて上記のステップＳ３０７を実施すれば、全ての磁気センサＳｎの感度を均一に近づけることができる。この内容について、磁気センサＳｎのうちのいずれか２つの磁気センサＳα、Ｓβ（α、βは１～１５のうちの異なる自然数。）のセンサ出力特性を例示する図１０（ａ）（ｂ）を参照して説明する。同図の横軸は、磁気センサに作用する磁気量Ｈを示し、縦軸は、磁気センサのセンサ出力値Ｒを示している。
　例えば、作用する磁気量がΔＨ変化したとき（すなわち、磁気差分値がΔＨであるとき）、いずれか２つの磁気センサＳα及びＳβに感度の違いがあれば、図１０（ａ）のように出力値の変化量である出力差分値ΔＲα及びΔＲβに差が生じる。各磁気センサＳα、Ｓβに対して増幅率を個別設定する上記のステップＳ３０７及びＳ３０８を実施すれば、図１０（ｂ）のように各磁気センサＳα及びＳβに対応する変化量ΔＲα’と変化量ΔＲβ’とを等しくできる。
　図１０（ａ）（ｂ）のケースと同様の考え方により、磁気量がΔＨ変化したときの各磁気センサＳｎの出力値Ｒｎの変動量ΔＲｎが均一となるように各磁気センサＳｎを校正すれば、差分回路Ｄｎによる時間差分値について磁気センサＳｎ毎のばらつきによる誤差を抑制できる。時間差分値の磁気センサＳｎ毎のばらつき誤差を抑制すれば、差分回路Ｇｍが時間差分値について車幅方向差分値を求める際、誤差が増幅されて過大となるおそれを未然に回避できる。誤差が少ない車幅方向差分値を利用すれば、その後のフィルタ処理等により精度高く磁気マーカ１０を検出できる。
　なお、キャリブレーション回路１１０は、外部磁気の大きさの変動等により磁気センサＳｎに作用する磁気量の変動範囲がシフトしたときや、あるいは定期的な校正時期が訪れたとき、等に上記の通常モード下の処理を繰り返し実行し、随時、磁気センサＳｎの校正を実行する。このようなマーカ検出装置１の運用方法によれば、磁気的な環境の変化、経時的な変化、温度や湿度などの環境的な変化等が生じても、磁気センサＳｎ毎の時間差分値の誤差を回避でき、検出精度を高く維持できる。また、磁気センサＳｎの校正を含むメンテナンスのために整備工場等に車両をその都度、持ち込む必要がなくなるので、車両ユーザー側の手間や出費等を低減できる。磁気量の変動範囲の高低について閾値を設定することも良い。例えば磁気マーカの磁気が作用していないときの磁気量が、閾値以上変動したとき、磁気量の変動範囲がシフトしたと判断して通常モード下の処理を実行することも良い。
　以上の通り、本例のマーカ検出装置１は、磁気センサＳｎの校正機能を備える装置である。このマーカ検出装置１では、各磁気センサＳｎが良好に校正された状態を維持できるので、磁気マーカ１０の磁気を精度高く計測できる。そして、各磁気センサＳｎが精度高く磁気を計測することで得られたセンサ出力に基づけば、磁気マーカ１０を精度高く検出可能である。
　本例では、磁気センサを１５個備えるセンサアレイ１１について、各磁気センサＳｎの感度を均一に近づけるための通常モードを例示している。１個の磁気センサについて、図７及び図８のメンテナンスモード、図９の通常モードを実施しても良い。１個の磁気センサの場合、図７におけるセンサアレイ１１を１個の磁気センサに置き換えた場合を想定すると良い。例示したセンサアレイ１１の場合、図８及び図９におけるｎが１５となるが、磁気センサ１個のみの場合は、このｎが１となる。
　この場合、時間的に間隔をあけて実施される各回の通常モードにおいて、図９中のＳ３０７のΔＲｃｎ／ΔＨｂｎが所定値（各回の通常モードにおいて一定の値）となるような増幅率を決定し増幅器に設定すると良い。この場合には、外部磁気の大きさや磁気センサの特性が時間的に変動した場合であっても、所定の大きさの磁気が磁気センサに対して重畳して作用したときのセンサ出力値の変化量を均一に近づけることができる。ΔＲｃｎ／ΔＨｂｎの所定値としては、図８中のＳ２０５におけるΔＨｓとΔＲｓｎとの比率に相当する値としても良い。この場合、メンテナンスモード下の処理において、次に説明する校正処理を実施するとさらに良い。
　１５個の磁気センサを含むセンサアレイ１１に係る本例の構成では、上記の通り、各磁界発生コイルＣｎを電気的に直列に接続する構成を採用している。直列に磁界発生コイルＣｎを接続する場合には、等しい電流を各磁界発生コイルＣｎに同時に通電でき、効率良く各磁気センサＳｎを校正できる。
　メンテナンスモード下の処理において、ヘルムホルツコイル６０が各磁気センサＳｎに作用する基準磁気Ｈｋを利用して、各磁気センサＳｎの感度を均一にする校正処理を実施することも良い。この校正処理では、ヘルムホルツコイル６０が各磁気センサＳｎに作用する磁気差分値ΔＨｓに対して、磁気センサＳｎが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値が均一になるように、各増幅器２４２の増幅率を設定すれば良い。この場合、図８中のステップＳ２０５では、この校正処理を実施した後のセンサ出力特性を記憶すると良い。
　なお、本例のセンサアレイ１１の構成に基づき、差分回路Ｄｎを省略することも良い。この場合には、各磁気センサＳｎのセンサ出力値Ｒｎについて時間差分を実施せず、他の磁気センサとの間でセンサ出力値の差分が行われることになる。したがって、この場合には、各磁気センサＳｎの出力値Ｒｎを均一に近づけるように、磁気センサＳｎを校正すると良い。磁気センサＳｎの出力値Ｒｎを均一にするためには、磁気マーカ１０の磁気がセンサアレイ１１に作用しないときの各磁気センサＳｎの出力値Ｒｎが均一になるように、各増幅器２４２の増幅率と共にオフセット値を適切に設定すると良い。
　なお、非通電状態から通電状態への切換により磁界発生コイルＣｎに作用する通電する電流を変化させる場合であれば、変化前の電流値がゼロであるので、通電状態への切換後の電流値そのものが電流差分値となる。この場合の電流差分値は、磁界発生コイルＣｎを非通電状態から通電状態へ切り換える場合における切換後の電流値に相当している。
　磁界発生部の一例をなす磁界発生コイルＣｎの磁気出力特性を表す特性情報として、磁界発生コイルＣｎに作用する電流差分値と、対応する磁気センサＳｎに作用する磁気差分値と、の組み合わせの情報を例示している。磁界発生コイルＣｎの特性情報としては、磁界発生コイルに通電する電流値と、磁気センサに作用する磁気量と、の組み合わせであっても良く、通電する電流に対して磁気センサＳｎに作用する磁気の大きさの比率、すなわち感度であっても良い。特性情報は、磁界発生コイルＣｎに通電する電流と、磁気センサＳｎに作用する磁気、との関係を表す情報であれば良い。
　磁気センサＳｎのセンサ出力特性を表す特性情報については、磁気センサＳｎに作用する磁気差分値と、磁気センサＳｎが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値と、の組み合わせの情報を例示している。磁気センサＳｎの特性情報としては、磁気センサに作用する磁気量と、磁気センサが出力するセンサ出力値と、の組み合わせであっても良く、作用する磁気量に対するセンサ出力値の比率であっても良い。特性情報は、磁気センサＳｎに作用する磁気と、磁気センサによるセンサ出力と、の関係を表す情報であれば良い。
　本例では、差分回路Ｄｎの下流側に差分回路Ｇｍを設けた構成を例示したが、これに代えて、磁気センサＳｎの出力値の車幅方向の差分値を対象として、時間方向の差分値を演算するような構成を採用することも良い。なお、差分回路Ｄｎ、差分回路Ｇｍの順番を入れ替えた場合の処理は、以下に説明する通り、本例のセンサアレイ１１の処理と等価となる。
　例えば、異なるタイミングＴ１・Ｔ２での磁気センサＳ１の出力値がＲ１[T1]・Ｒ１[T2]であって、同様の磁気センサＳ２の出力値がＲ２[T1]・Ｒ２[T2]であるとして、差分回路の順番の入替を説明する。磁気センサＳ１及びＳ２の出力値に関する時間差分値は、それぞれ、（Ｒ１[T1]－Ｒ１[T2]）、（Ｒ２[T1]－Ｒ２[T2]）となる。そうすると、この２つの時間差分値についての車幅方向差分値は、（Ｒ２[T1]－Ｒ２[T2]）－（Ｒ１[T1]－Ｒ１[T2]）＝（Ｒ２[T1]－Ｒ２[T2]－Ｒ１[T1]＋Ｒ１[T2]）となる。
　一方、磁気センサＳ１、Ｓ２の出力値に関するタイミングＴ１及びＴ２での車幅方向差分値は、それぞれ、（Ｒ２[T1]－Ｒ１[T1]）、（Ｒ２[T2]－Ｒ１[T2]）となる。したがって、これらの車幅方向差分値についての時間差分値は（Ｒ２[T1]－Ｒ１[T1]）－（Ｒ２[T2]－Ｒ１[T2]）＝（Ｒ２[T1]－Ｒ１[T1]－Ｒ２[T2]＋Ｒ１[T2]）となる。この演算式は、時間差分値を演算してから車幅方向差分値を演算する上記の演算式と等価である。
　本例では、車幅方向に感度を持つ磁気センサＳｎを採用したが、進行方向に感度を持つ磁気センサであっても良く、鉛直方向に感度を持つ磁気センサであっても良い。さらに、例えば車幅方向と進行方向の２軸方向や、進行方向と鉛直方向の２軸方向に感度を持つ磁気センサを採用しても良く、例えば車幅方向と進行方向と鉛直方向の３軸方向に感度を持つ磁気センサを採用しても良い。複数の軸方向に感度を持つ磁気センサを利用すれば、磁気の大きさと共に磁気の作用方向を計測でき、磁気ベクトルを生成できる。磁気ベクトルの差分や、その差分の進行方向の変化率を利用して、磁気マーカ１０の磁気と外乱磁気との区別を行なうことも良い。
　磁界発生部として磁界発生コイルＣｎを例示したが、磁界発生部は、通電に応じて磁界を発生するものであれば良く、単なる電線であっても良い。また、本例では、アモルファスワイヤ２０の周囲に磁界発生コイルＣｎを巻回しているが、磁界発生コイルＣｎに対してアモルファスワイヤが内挿配置されていなくても良い。
　なお、本例は、センサアレイ１１と検出ユニット１２とを別体とする構成例であるが、両者を一体化する構成を採用しても良い。
（実施例２）
　本例は、実施例１の構成に基づいて、センサチップ２のピックアップコイル２１と同様の方法により磁界発生コイルＣｎを形成した例である。この内容について図１１及び図１２を参照して説明する。
　本例のセンサチップ２では、感磁体をなすアモルファスワイヤ２０に対して、ピックアップコイル２１と磁界発生コイルＣｎとが並列して配置されている。
　センサチップ２では、図１１及び図１２に示すごとく、凹溝状の延在溝２５が延設された電極配線基板２Ａを利用して磁気センサＳｎが形成されている。このセンサチップ２では、延在溝２５に充填されたエポキシ樹脂等からなる絶縁体にアモルファスワイヤ２０が埋設されている。そして、絶縁体の外周に沿って形成された導電パターン２８、２９により、ピックアップコイル２１、磁界発生コイルＣｎが形成されている。
　導電パターンとしては、延在溝２５の内周面に形成された第１の導電パターン２８と、電極配線基板２Ａの表面側に面する絶縁体の外側面に形成された第２の導電パターン２９と、がある。
　第１の導電パターン２８は、延在溝２５の溝方向と略直交するように延在溝２５の内周面に形成され、両端が電極配線基板２Ａの表面に延設されたパターンである。第１の導電パターン２８は、延在溝２５の底面に形成されたパターン２８２と、延在溝２５の内側面に形成されたパターン２８１と、により構成されている。この第１の導電パターン２８は、梯子のように溝方向に複数並列して配置されている。
　第２の導電パターン２９は、電極配線基板２Ａの表面側に露出する絶縁体の外側面に沿って、溝方向に斜行する導電パターンである。第１の導電パターン２８と同様、第２の導電パターン２９は、溝方向に複数並列している。第２の導電パターン２９の各パターンは、溝方向に対して斜行することにより、溝方向に隣り合う２本の第１の導電パターン２８を直列に接続している。
　センサチップ２のピックアップコイル２１は、第１および第２の導電パターン２８、２９の組み合わせにより全体として螺旋状の電気的な経路をなすように形成されている。センサチップ２では、ピックアップコイル２１の全長に対してアモルファスワイヤ２０の方が長くなっている。そして、ピックアップコイル２１からはみ出したアモルファスワイヤ２０の端部に磁界発生コイルＣｎが設けられている。この磁界発生コイルＣｎは、ピックアップコイル２１と同様、第１の導電パターン２８と第２の導電パターン２９との組合せにより形成され、巻数のみがピックアップコイル２１と相違している。
　ここで、第１及び第２の導電パターン２８、２９の形成方法を説明する。第１の導電パターン２８の形成に当たっては、まず、絶縁体を形成する前の延在溝２５の内周面の全面、及び電極配線基板２Ａの表面のうち延在溝２５に隣接する縁部、に導電性の金属薄膜を蒸着する。その後、選択エッチング手法を用いて金属薄膜の一部を選択的に除去することで、梯子状に複数のパターンが並列する第１の導電パターン２８を形成する。そして、アモルファスワイヤ２０が埋設されるように延在溝２５にエポキシ樹脂等を充填することで絶縁体を形成する。
　第２の導電パターン２９を形成するに当たっては、まず、延在溝２５に絶縁体が形成された電極配線基板２Ａの表面のうち、絶縁体の表面及び延在溝２５の外側の縁部に導電性の金属薄膜を蒸着する。その後、選択エッチング手法を用いて金属薄膜の一部を除去すれば、隣り合う第１の導電パターン２８の端部を接続する第２の導電パターン２９を形成できる。
　以上のように、磁気センサＳｎを構成するピックアップコイル２１と同様の方法により形成される磁界発生コイルＣｎは、巻数を除く仕様がピックアップコイル２１と同じである。この磁界発生コイルＣｎは、磁気センサＳｎを作成する際、同様の工程で作成できるので、コストアップを誘発するおそれが少ない。また、磁界発生コイルＣｎは、磁気センサＳｎに対して組み込まれて一体化されているので、磁気センサＳｎとの離間距離などが変動するおそれがない。
　磁気センサＳｎのアモルファスワイヤ２０の周囲に磁界発生コイルＣｎが巻回された構造であれば、磁気センサＳｎに対して効率良く磁気を作用できる。この構造の場合、磁界発生コイルＣｎが作用する磁気のうち磁気センサＳｎに供給される磁気の割合が、外的な要因等により変動するおそれが少なくなる。このようにアモルファスワイヤ２０の周囲に磁界発生コイルＣｎが巻回された構造は、磁界発生コイルＣｎを利用した校正の精度向上に有効である。
　なお、磁界発生コイルＣｎに対してアモルファスワイヤ２０が内挿配置されていることは必須ではない。アモルファスワイヤ２０の長さを、ピックアップコイル２１の全長とほぼ同等とし、ピックアップコイル２１からのはみ出しを少なくしても良い。この場合には、磁界発生コイルＣｎに対してアモルファスワイヤ２０が内挿配置されない状態となる。
　なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
　以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。
　１　マーカ検出装置（磁気計測システム）
　１０　磁気マーカ
　１１　センサアレイ
　１１０　キャリブレーション回路
　１１２　校正部（記憶部、推定部）
　１２　検出ユニット
　１２５　フィルタ処理回路
　１２７　検出処理回路
　２　センサチップ
　２０　アモルファスワイヤ（磁性体ワイヤ）
　２１　ピックアップコイル（コイル）
　Ｓｎ　磁気センサ
　Ｃｎ　磁界発生コイル（磁界発生部、コイル）
　５　車両
　６　磁界発生装置
　６０　ヘルムホルツコイル

Claims (9)

  1. 　磁気センサを用いて磁気を計測する磁気計測システムであって、
    　前記磁気センサには、通電した電流に応じて磁界を発生させる磁界発生部が付設されており、
    　前記磁界発生部に通電する電流と、前記磁気センサに作用する磁気と、の関係である磁気出力特性を表す磁界発生部の特性情報を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部により記憶される前記磁界発生部の特性情報を参照して、前記磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値Ａに起因して前記磁気センサに作用する磁気の変化量である磁気差分値Ａを推定する推定部と、
    　前記磁界発生部に作用する前記電流差分値Ａ分の電流の変化に応じて前記磁気センサが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値Ａと、前記推定部が前記電流差分値Ａについて推定する磁気差分値Ａと、の比率を調整することで磁気センサを校正する校正部と、を備える磁気計測システム。
  2. 　請求項１において、前記記憶部が記憶する前記磁界発生部の特性情報は、前記磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値と、前記磁気センサに作用する磁気の変化量である磁気差分値と、の組み合わせの情報である磁気計測システム。
  3. 　請求項１または２において、前記磁界発生部は、電線が巻回されたコイルを含み、該コイルへの通電に応じて磁界を発生させる磁気計測システム。
  4. 　請求項３において、前記磁気センサは、感磁体としての磁性体ワイヤと、該磁性体ワイヤの周囲に電線が巻回されたコイルと、を含み、
    　当該磁気センサのコイルと、前記磁界発生部のコイルとは、巻数を除く仕様が共通している磁気計測システム。
  5. 　磁気を計測する磁気センサの校正方法であって、
    　通電した電流に応じて磁界を発生させる磁界発生部が付設されていると共に、
    　前記磁界発生部に通電する電流と、前記磁気センサに作用する磁気と、の関係である磁気出力特性を表す磁界発生部の特性情報を記憶する記憶部が付設された磁気センサについて、
    　前記記憶部により記憶される前記磁界発生部の特性情報に基づき、前記磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値Ａに起因して前記磁気センサに作用する磁気の変化量である磁気差分値Ａを推定する磁気推定ステップと、
    　前記磁界発生部に作用する前記電流差分値Ａ分の電流の変化に応じて前記磁気センサが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値Ａと、前記磁気推定ステップで前記電流差分値Ａについて推定される磁気差分値Ａと、の比率を調整することで前記磁気センサを校正する校正ステップと、を実施する磁気センサの校正方法。
  6. 　請求項５において、前記記憶部が記憶する前記磁界発生部の特性情報は、前記磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値と、前記磁気センサに作用する磁気の変化量である磁気差分値と、の組み合わせの情報である磁気センサの校正方法。
  7. 　請求項５または６において、前記磁気センサに作用する磁気を基準量の分だけ変化させたときの該磁気センサのセンサ出力の基準となる変化量を計測することで、前記磁気センサに作用する磁気と、前記磁気センサが出力するセンサ出力と、の関係であるセンサ出力特性を表す磁気センサの特性情報を取得するセンサ特性取得ステップと、
    　前記磁界発生部に通電する電流を変化させたときに前記磁気センサに作用する磁気を計測し、当該磁界発生部に通電する電流の変化量である電流差分値Ｂに応じて該磁気センサが出力するセンサ出力の変化量である出力差分値Ｂを取得する磁気計測ステップと、
    　前記磁気センサのセンサ出力特性を表す特性情報を参照して、前記磁気計測ステップで取得された出力差分値Ｂに対応する磁気差分値Ｂを推定すると共に、当該磁気差分値Ｂと前記電流差分値Ｂとの組み合わせを、前記磁界発生部の磁気出力特性を表す特性情報として取得し、前記記憶部に記憶させる磁気出力特性取得ステップと、を実施する磁気センサの校正方法。
  8. 　請求項７において、前記磁気センサの特性情報は、前記基準量に当たる磁気差分値Ｃと、前記磁気センサが出力するセンサ出力の基準となる変化量である出力差分値Ｃと、の組み合わせの情報であり、
    　前記センサ特性取得ステップは、前記磁気センサにおける前記磁気差分値Ｃと前記出力差分値Ｃとの比率を調整する校正処理を含んでいる磁気センサの校正方法。
  9. 　請求項５～８のいずれか１項における磁気センサは、請求項１～４のいずれか１項に記載されたものである磁気センサの校正方法。
PCT/JP2019/014886 2018-04-12 2019-04-03 磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法 WO2019198603A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19785016.7A EP3779489A4 (en) 2018-04-12 2019-04-03 MAGNETIC MEASUREMENT SYSTEM AND MAGNETIC SENSOR CALIBRATION PROCESS
CN201980023124.2A CN111919130B (zh) 2018-04-12 2019-04-03 磁计测系统及磁传感器的校正方法
SG11202010065UA SG11202010065UA (en) 2018-04-12 2019-04-03 Magnetic measurement system and method of calibrating magnetic sensor
US17/045,500 US11143731B2 (en) 2018-04-12 2019-04-03 Magnetic measurement system and method of calibrating magnetic sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-077184 2018-04-12
JP2018077184A JP7213622B2 (ja) 2018-04-12 2018-04-12 磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019198603A1 true WO2019198603A1 (ja) 2019-10-17

Family

ID=68164077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/014886 WO2019198603A1 (ja) 2018-04-12 2019-04-03 磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11143731B2 (ja)
EP (1) EP3779489A4 (ja)
JP (2) JP7213622B2 (ja)
CN (1) CN111919130B (ja)
SG (1) SG11202010065UA (ja)
WO (1) WO2019198603A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11294090B2 (en) * 2017-03-28 2022-04-05 Aichi Steel Corporation Marker detection system and marker detection method
WO2022270509A1 (ja) * 2021-06-25 2022-12-29 愛知製鋼株式会社 磁気マーカの検出方法及び検出システム

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7204453B2 (ja) * 2018-11-30 2023-01-16 株式会社東芝 電流検出装置
JP7344517B2 (ja) * 2020-12-23 2023-09-14 国立研究開発法人産業技術総合研究所 磁気センサ及び生体磁気計測装置
WO2022270508A1 (ja) * 2021-06-25 2022-12-29 愛知製鋼株式会社 磁気計測装置
KR102393837B1 (ko) * 2021-09-13 2022-05-06 주식회사 정석케미칼 자성도료 차선 기반 차량 제어 신호 생성 방법 및 이를 위한 장치

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5617574U (ja) * 1979-07-18 1981-02-16
US5191528A (en) * 1990-06-28 1993-03-02 Eaton-Kenway, Inc. Update marker system for naviagtion of an automatic guided vehicle
JPH1152036A (ja) * 1997-08-04 1999-02-26 Murata Mfg Co Ltd 磁界検出素子の感度校正方法およびその感度校正方法を用いる磁界検出素子の感度校正装置
JP2000227998A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 車載磁気センサ、車両位置検出装置および自動運転システム
JP2003202365A (ja) * 2001-10-29 2003-07-18 Yamaha Corp 磁気センサ
WO2005073744A1 (en) * 2003-12-19 2005-08-11 Xensor Integration B.V. Magnetic field sensor, support for such a magnetic field sensor and a compass provided with such a magnetic field sensor
JP2006275959A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Kyocera Mita Corp 磁気センサ補正装置
JP2015062031A (ja) * 2009-08-17 2015-04-02 ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド 磁気抵抗効果センサの経年変化補正装置
JP2016017830A (ja) * 2014-07-08 2016-02-01 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ
JP2016510116A (ja) * 2013-03-11 2016-04-04 アーエムエス アクチエンゲゼルシャフトａｍｓ ＡＧ 磁場センサシステム
WO2016158096A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 愛知製鋼株式会社 差動型磁気センサ
JP2017083189A (ja) 2015-10-23 2017-05-18 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ検出方法及び磁気マーカ検出装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130804A (ja) * 1989-10-17 1991-06-04 Nec Corp 磁気センサ
JP3130804B2 (ja) 1996-09-09 2001-01-31 ホシザキ電機株式会社 冷却貯蔵庫
JP3414292B2 (ja) * 1998-12-25 2003-06-09 株式会社豊田中央研究所 磁界検出装置及び磁界検出素子
JP2002243815A (ja) * 2001-02-16 2002-08-28 Fuji Electric Co Ltd 磁気検出装置
WO2006038692A1 (ja) * 2004-10-07 2006-04-13 Yamaha Corporation 地磁気センサおよび地磁気センサの補正方法、温度センサおよび温度センサの補正方法、地磁気検出装置
CN105589050B (zh) * 2007-03-23 2019-08-20 旭化成微电子株式会社 磁传感器
DE102007041230B3 (de) * 2007-08-31 2009-04-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kalibrierbarer mehrdimensionaler magnetischer Punktsensor sowie entsprechendes Verfahren und Computerprogramm dafür
JP5173472B2 (ja) * 2008-02-18 2013-04-03 株式会社フジクラ 磁界校正方法
US8319491B2 (en) * 2009-02-03 2012-11-27 Infineon Technologies Ag System including circuit that determines calibration values
EP2402777B1 (en) * 2010-06-30 2013-01-09 LEM Intellectual Property SA Autonomously calibrated magnetic field sensor
US8855957B2 (en) * 2011-05-03 2014-10-07 International Business Machines Corporation Method for calibrating read sensors of electromagnetic read-write heads
JP2015055520A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 セイコーエプソン株式会社 磁気シールド装置および磁気シールド方法
JP6339833B2 (ja) * 2014-03-25 2018-06-06 エイブリック株式会社 センサ装置
US9880234B2 (en) * 2015-01-15 2018-01-30 Infineon Technologies Ag Current sensor positioning error correction using auxiliary hall cells
US10132879B2 (en) * 2016-05-23 2018-11-20 Allegro Microsystems, Llc Gain equalization for multiple axis magnetic field sensing
JP6187652B2 (ja) * 2016-08-11 2017-08-30 愛知製鋼株式会社 磁界測定装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5617574U (ja) * 1979-07-18 1981-02-16
US5191528A (en) * 1990-06-28 1993-03-02 Eaton-Kenway, Inc. Update marker system for naviagtion of an automatic guided vehicle
JPH1152036A (ja) * 1997-08-04 1999-02-26 Murata Mfg Co Ltd 磁界検出素子の感度校正方法およびその感度校正方法を用いる磁界検出素子の感度校正装置
JP2000227998A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 車載磁気センサ、車両位置検出装置および自動運転システム
JP2003202365A (ja) * 2001-10-29 2003-07-18 Yamaha Corp 磁気センサ
WO2005073744A1 (en) * 2003-12-19 2005-08-11 Xensor Integration B.V. Magnetic field sensor, support for such a magnetic field sensor and a compass provided with such a magnetic field sensor
JP2006275959A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Kyocera Mita Corp 磁気センサ補正装置
JP2015062031A (ja) * 2009-08-17 2015-04-02 ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド 磁気抵抗効果センサの経年変化補正装置
JP2016510116A (ja) * 2013-03-11 2016-04-04 アーエムエス アクチエンゲゼルシャフトａｍｓ ＡＧ 磁場センサシステム
JP2016017830A (ja) * 2014-07-08 2016-02-01 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ
WO2016158096A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 愛知製鋼株式会社 差動型磁気センサ
JP2017083189A (ja) 2015-10-23 2017-05-18 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ検出方法及び磁気マーカ検出装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3779489A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11294090B2 (en) * 2017-03-28 2022-04-05 Aichi Steel Corporation Marker detection system and marker detection method
WO2022270509A1 (ja) * 2021-06-25 2022-12-29 愛知製鋼株式会社 磁気マーカの検出方法及び検出システム

Also Published As

Publication number Publication date
SG11202010065UA (en) 2020-11-27
JP2021182016A (ja) 2021-11-25
US20210025959A1 (en) 2021-01-28
JP7213622B2 (ja) 2023-01-27
EP3779489A1 (en) 2021-02-17
JP7147941B2 (ja) 2022-10-05
US11143731B2 (en) 2021-10-12
EP3779489A4 (en) 2022-01-05
JP2019184473A (ja) 2019-10-24
CN111919130A (zh) 2020-11-10
CN111919130B (zh) 2024-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019198603A1 (ja) 磁気計測システム、及び磁気センサの校正方法
US10613120B2 (en) Current measurement device
US8847591B2 (en) Current sensor
JP6172237B2 (ja) 磁気マーカ検出方法及び磁気マーカ検出装置
JP4529783B2 (ja) マグネト・インピーダンス・センサ素子
JP5668224B2 (ja) 電流センサ
JP7115224B2 (ja) 磁気センサ
KR20210044799A (ko) 다중의 감도 범위들을 가지는 전류 센서
WO2019198602A1 (ja) マーカ検出システム、及びマーカ検出システムの運用方法
JP2011039060A (ja) 磁気抵抗効果センサの経年変化補正方法および経年変化補正装置
JPH0473554B2 (ja)
JP2017062122A (ja) 磁界検出装置
JP2009180608A (ja) Ｉｃチップ形電流センサ
JP2023084140A (ja) 磁気センサ装置、インバータ装置、バッテリ装置、電動モータおよび車両
JP2000055998A (ja) 磁気センサ装置および電流センサ装置
US9778327B2 (en) Methods and apparatus for magnetic sensor with integrated calibration mechanism
JP5948105B2 (ja) 信号検出回路、及び電子方位計、電流センサ
US12038757B2 (en) Marker detection system and method of operating marker detection system
TWI633319B (zh) 磁場感測裝置及感測方法
CN215953724U (zh) 一种温漂误差补偿单元
WO2022270508A1 (ja) 磁気計測装置
JP2009047463A (ja) 磁気検出装置
JPWO2022270508A5 (ja) 磁気計測用のセンサブロック
JP2005300510A (ja) 検出センサ
JP2003247855A (ja) 距離センサ及び距離検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19785016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019785016

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019785016

Country of ref document: EP

Effective date: 20201112