WO2020171232A1 - 磁気マーカの診断システム及び診断方法 - Google Patents

Abstract

車両によって磁気的に検出可能なように走路に敷設された磁気マーカ（１０）の運用状況を診断する診断車両（１）は、磁気マーカ（１０）が周囲に作用する磁気の大きさを計測して１次元的な磁気分布を取得するセンサユニット（１１）と、磁気マーカ（１０）を撮像することで１次元的な画像情報であるマーカ画像を取得するラインセンサカメラ（１３）と、磁気分布とマーカ画像との比較に基づいて磁気マーカ（１０）の欠陥の有無を判断する診断ユニット（１５）と、を備えている。

Description

磁気マーカの診断システム及び診断方法

　本発明は、道路に敷設された磁気マーカを診断するシステム及び方法に関する。

　従来より、道路に敷設された磁気マーカを車両制御に利用するためのマーカ検出システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなマーカ検出システムを用いて、例えば車線に沿って敷設された磁気マーカを検出すれば、自動操舵制御や車線逸脱警報や自動運転など各種の運転支援を実現できる。

特開２００５－２０２４７８号公報

　しかしながら、上記従来のマーカ検出システムでは、次のような問題がある。すなわち、長期に渡る運用中に磁気マーカが損傷し、検出漏れや誤検出が生じるおそれがあるという問題がある。

　本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気マーカの運用状況を診断するためのシステムあるいは方法を提供しようとするものである。

　本発明は、車両によって磁気的に検出可能なように走路に敷設された磁気マーカの運用状況を診断するシステムあるいは方法である。本発明では、磁気分布とマーカ画像との比較に基づいて磁気マーカの欠陥の有無が判断される。

　磁気的に取得される磁気分布と、光学的に取得されるマーカ画像と、の組合せによれば、磁気的な方法のみ、あるいは光学的な方法のみによって磁気マーカを診断する場合と比べて、精度高く磁気マーカを診断可能である。

実施例１における、磁気マーカを診断する診断車両を示す説明図。 実施例１における、磁気マーカを示す図。 実施例１における、診断システムの構成を示すブロック図。 実施例１における、磁気マーカを通過する際の進行方向の磁気計測値の時間的な変化を例示する説明図。 実施例１における、車幅方向に配列された磁気センサＣｎによる車幅方向の磁気計測値の分布曲線を例示する説明図。 実施例１における、マーカ検出処理の流れを示すフロー図。 実施例１における、診断処理の流れを示すフロー図。 実施例１における、マーカ画像を例示するグラフ。 実施例１における、マーカ画像にエッジング処理を施した加工画像を例示するグラフ。 実施例２における、２次元的なマーカ画像を示す説明図。

　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、車両によって検出可能なように走路に敷設された磁気マーカ１０の運用状況を診断する方法及びシステムに関する例である。この内容について、図１～図９を用いて説明する。

　本例の磁気マーカ１０の診断方法では、磁気マーカ１０（図１）が周囲に作用する磁気の大きさを計測して１次元的な磁気分布が取得されると共に、磁気マーカ１０を撮像することで１次元的な画像情報であるマーカ画像が取得される。そして、磁気分布とマーカ画像との比較に基づいて磁気マーカ１０の欠陥の有無が判断される。本例では、この診断方法を実行する診断システムの一例として診断車両１を例示する。

　診断対象である磁気マーカ１０は、診断車両１が走行する道路の路面１００Ｓ（図１参照。）に敷設される道路マーカである。磁気マーカ１０は、例えば、左右のレーンマークで区画された走行区分である車線（図示略）の中央に沿って３ｍ間隔で配列されている。

　磁気マーカ１０は、図１及び図２のごとく、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなしている。磁気マーカ１０は、路面１００Ｓに対して上端面が面一をなす状態で、路面１００Ｓに設けた孔に収容されて敷設される。磁気マーカ１０が敷設された道路の路面１００Ｓでは、磁気マーカ１０の上端面がなす直径２０ｍｍの円形状のパターンが現れる。

　磁気マーカ１０をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットである。この磁石は、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝６．４ｋＪ／ｍ^３という特性を備えている。

　本例の磁気マーカ１０の仕様の一部を表１に示す。

　診断車両１では、磁気を計測する後述のセンサユニット１１の取付け高さとして１００～２５０ｍｍの範囲が想定されている。磁気マーカ１０は、この１００～２５０ｍｍの範囲のうちの上限の２５０ｍｍ高さにおいて、８μＴ（マイクロテスラ）の磁束密度の磁気を作用できる。なお、磁気マーカ１０をなす磁石の表面磁束密度Ｇｓは４５ｍＴ（ミリテスラ）となっている。

　診断車両１は、図１及び図３のごとく、磁気センサＣｎを含むセンサユニット１１、磁気マーカ１０を検出する検出ユニット１２、磁気マーカ１０を撮像するためのラインセンサカメラ１３、及び磁気マーカ１０の欠陥の有無を判断する診断ユニット１５、等を備えている。以下、診断車両１の各構成について説明する。

（センサユニット）
　センサユニット１１（図３）は、磁気計測部の一例をなす磁気検出ユニットである。センサユニット１１は、路面１００Ｓに対面する姿勢で、例えば車両のフロントバンパーの内側に取り付けられる。本例の診断車両１の場合、路面１００Ｓを基準とした取付け高さが２００ｍｍとなっている。

　センサユニット１１は、車幅方向に沿って１０ｃｍ間隔で配列された１５個の磁気センサＣｎと、出力データを生成するデータ生成回路１１０と、を備えている。センサユニット１１は、１５個の磁気センサＣｎのうちの中央の磁気センサＣ８が、診断車両１の車幅方向の中央に位置するように取り付けられる。

　データ生成回路１１０は、磁気センサＣｎによる磁気計測値の車幅方向の１次元的な磁気分布を表す磁気分布データを生成して外部出力する回路である。データ生成回路１１０は、各磁気センサＣｎを同期して動作させると共に、各磁気センサＣｎが同じタイミングで計測した磁気計測値を順番に読み出して車幅方向の磁気分布データを生成する。なお、本例のセンサユニット１１（データ生成回路１１０）が磁気分布データを生成する周波数は３ｋＨｚである。

　磁気検出部の一例である磁気センサＣｎは、アモルファスワイヤなどの感磁体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公知のＭＩ効果（Magnet Impedance Effect）を利用して磁気を計測するＭＩセンサである。磁気センサＣｎは、直交する２方向の磁気成分の大きさを検出可能に構成されている。センサユニット１１では、診断車両１の進行方向の磁気成分、及び車幅方向の磁気成分を感知可能なように磁気センサＣｎが組み込まれている。データ生成回路１１０は、下記の２種類の車幅方向の磁気分布データを生成可能である。

（第１の磁気分布データ）
　センサユニット１１を構成する各磁気センサＣｎが計測する進行方向の磁気計測値の分布（車幅方向の分布）である磁気分布データ。
（第２の磁気分布データ）
　センサユニット１１を構成する各磁気センサＣｎが計測する車幅方向の磁気計測値の分布（車幅方向の分布）である磁気分布データ。

　磁気センサＣｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ｍＴであって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２μＴという高い感度を実現している。上記のように磁気マーカ１０（図１）は、センサユニット１１の取付け高さとして想定される範囲の上限である２５０ｍｍにおいて８μＴ程度の磁気を作用する。磁束分解能が０．０２μＴの磁気センサＣｎであれば、磁気マーカ１０の磁気を確実性高く感知できる。

　磁気センサＣｎの仕様の一部を表２に示す。

（検出ユニット）
　検出ユニット１２（図３）は、センサユニット１１から上記の第１及び第２の磁気分布データを取得して各種の演算処理を実行する演算ユニットである。検出ユニット１２は、演算処理を実行するＣＰＵ（central processing unit）、ＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ素子、等を含んで構成されている。

　検出ユニット１２は、第１及び第２の磁気分布データについて各種の演算処理を実施する。演算処理としては、磁気マーカ１０を検出するためのマーカ検出処理等がある。詳しくは後述するが、このマーカ検出処理では、前記第１の磁気分布データを利用して磁気マーカ１０が検出され、前記第２の磁気分布データを利用して磁気マーカ１０に対する診断車両１の横ずれが計測される。

　検出ユニット１２は、マーカ検出処理の結果を反映したマーカ検出情報のほか、上記の第１及び第２の磁気分布データを診断ユニット１５に入力する。マーカ検出情報には、少なくとも、磁気マーカ１０が検出された旨、マーカ検出時刻、横ずれ等が含まれている。第１及び第２の磁気分布データは、センサユニット１１による磁気分布データの生成周波数である３ｋＨｚの頻度で診断ユニット１５に入力される。

（ラインセンサカメラ）
　ラインセンサカメラ１３は、磁気マーカ１０を撮像する撮像部の一例をなし、例えば、診断車両１の底面に取り付けられる。ラインセンサカメラ１３は、撮像素子（図示略）が１列に配列され、撮像領域が１次元である。この点で、撮像素子が２次元的に配列されたエリアセンサカメラとは異なっている。ラインセンサカメラ１３は、診断車両１の前後方向においてセンサユニット１１に隣接すると共に（図１参照。）、診断車両１の車幅方向の中央に当たる位置に取り付けられている。ラインセンサカメラ１３の光軸は、路面１００Ｓを撮像できるように真下を向いている。このラインセンサカメラ１３の撮像エリアは、センサユニット１１による磁気の検出エリアをカバーしている。ラインセンサカメラ１３は、センサユニット１１による磁気分布データの生成タイミングと同期して３ｋＨｚの周波数で撮像動作を実行し、撮像する毎に１次元的な画像情報をなす１次元画像データを診断ユニット１５に入力する。

　なお、ラインセンサカメラ１３と路面１００Ｓとの距離を十分に確保できない場合、１つのカメラのみによってはセンサユニット１１の検出エリアの全体をカバーできないこともある。この場合には、例えば、センサユニット１１における磁気センサＣｎと同様、車幅方向に沿って複数のラインセンサカメラを配列することも良い。複数のラインセンサカメラの１次元画像を合成し、車幅方向に長い１次元画像を生成すると良い。

　路面１００Ｓとの距離を確保できるよう、診断車両１の前面あるいは後端面の上部（例えば屋根の近く）にラインセンサカメラ等の撮像部を取り付けることも良い。この場合、ラインセンサカメラ等の撮像部は、センサユニットと異なる位置に配設されていても良い。ただし、この場合には、撮像部による撮像エリアと、センサユニットによる検出エリア内の基準点と、の位置関係を表す情報を記憶する記憶部を設けると良い。

　センサユニットによる磁気的な検出エリアは、領域の外縁が不明確である。そこで、検出エリアの基準点として、センサユニットの中心に対応する位置や、特定の磁気センサＣｎの直下の位置などを設定すると良い。一方、撮像エリアは、センサユニットによる検出エリアとは相違し、領域の外縁が明確である。検出エリアの基準点に対する撮像エリアの位置関係は、検出エリアの基準点と撮像エリアの中心との位置関係であっても良く、検出エリアの基準点と撮像エリアとの距離であっても良い。位置関係を表す情報は、車両の進行方向（前後方向）及び車幅方向における位置的なずれの情報などがある。

　撮像部が特定のエリアを撮像する時点と、センサユニットがそのエリアの磁気分布を取得する時点と、の間の車両（診断車両など）の運動を推定する処理部を設けると良い。移動ベクトルや回頭角等で表される車両の運動は、車速やステアリング操舵角やヨーレートなどから推定可能である。さらに、センサユニットによる検出エリア内の基準点と、撮像部の撮像エリアと、の位置関係、及び車両運動の推定結果に基づき、センサユニットによる検出エリアを撮像エリアに対応付ける処理を実行する処理部を設けると良い。このような構成を採用すれば、撮像部とセンサユニットとが異なる位置に配設されている車両であっても、磁気分布とマーカ画像との比較を精度高く実行できる。これにより、撮像部及びセンサユニットの設置自由度を向上できる。

（診断ユニット）
　診断ユニット１５は、磁気マーカ１０の欠陥の有無を判断する機能を備える診断部の一例をなすユニットである。診断ユニット１５は、センサユニット１１による磁気分布と、ラインセンサカメラ１３によるマーカ画像と、の比較に基づいて磁気マーカ１０の欠陥の有無を判断する。診断ユニット１５は、演算処理を実行するＣＰＵ、ＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ素子、等を含んで構成されている。

　診断ユニット１５は、検出ユニット１２からマーカ検出情報及び磁気分布データを取得すると共に、ラインセンサカメラ１３による１次元画像データを取得する。診断ユニット１５は、過去の所定期間に渡る磁気分布データ及び１次元画像データを記憶可能である。診断ユニット１５は、新たな磁気分布データあるいは１次元画像データを取得すると、最古のデータを消去してデータの空き領域を確保し、新たな磁気分布データあるいは１次元画像データを記憶する。これにより診断ユニット１５は、最新の時点（現在）を基準として過去の所定期間に渡る磁気分布データあるいは１次元画像データを記憶している状態を保持する。

　次に、以上のように構成された診断車両１が磁気マーカ１０を診断する手順について説明する。まず、磁気マーカ１０を検出するための（１）マーカ検出方法を説明した後、（２）マーカ検出処理、及び（３）磁気マーカの診断処理の内容を説明する。

（１）マーカ検出方法
　上記のごとく、センサユニット１１の磁気センサＣｎは、診断車両１の進行方向及び車幅方向の磁気成分を計測できる。例えばいずれかの磁気センサＣｎが、進行方向に移動して磁気マーカ１０の真上を通過するとき、いずれかの磁気センサＣｎの進行方向の磁気計測値は、図４のごとく磁気マーカ１０の前後で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の真上の位置でゼロを交差するように変化する。したがって、診断車両１の走行中では、いずれかの磁気センサＣｎが検出する進行方向の磁気について、その正負が反転するゼロクロスＸ１が生じたとき、センサユニット１１が磁気マーカ１０の真上に位置すると判断できる。

　また例えば、磁気センサＣｎと同じ仕様の磁気センサについて、磁気マーカ１０の真上を通過する車幅方向の仮想線に沿う移動を想定してみる。この磁気センサによる車幅方向の磁気計測値は、磁気マーカ１０を挟んだ両側で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の真上の位置でゼロを交差するように変化する。１５個の磁気センサＣｎを車幅方向に配列したセンサユニット１１の場合には、図５のごとく、磁気マーカ１０を介してどちらの側にあるかによって磁気センサＣｎが検出する車幅方向の磁気の正負が異なってくる。

　つまり、図５の磁気計測値の分布曲線では、ゼロクロスＸ２の位置が磁気マーカ１０の真上の位置を示している。例えば同図の場合、磁気センサＣ９とＣ１０との中間辺りのＣ９．５のゼロクロスＸ２の位置が磁気マーカ１０の真上の位置（以下、磁気マーカ１０の位置という。）となっている。ここで、上記のごとくセンサユニット１１では、隣り合う磁気センサＣｎの間隔が１０ｃｍであると共に、磁気センサＣ８が診断車両１の車幅方向の中心となっている。したがって、図５の場合であれば、診断車両１の車幅方向の中心を基準として右側に（９．５－８）×１０ｃｍ＝１５ｃｍずれた位置が磁気マーカ１０の位置となる。なお、この磁気マーカ１０の位置は、後述する診断処理において、磁気分布の分布中心の位置ＬＴｘとして取り扱われる。

　例えば車幅方向において診断車両１が左側に寄って走行すると、センサユニット１１に相対して磁気マーカ１０が右側にずれて、例えば図５のごとくゼロクロスＸ２の位置が磁気センサＣ８よりも右側の正値となる。診断車両１が右側に寄ったときの横ずれを正側とし左側に寄ったときの横ずれを負側とすると、例えば図５の場合には、磁気マーカ１０の位置である上記の（９．５－８）×１０ｃｍ＝１５ｃｍの正負を反転した（－１５）ｃｍが診断車両１の横ずれとなる。

（２）マーカ検出処理
　図６のマーカ検出処理は、検出ユニット１２による磁気マーカ１０の検出処理である。検出ユニット１２は、センサユニット１１から取得した前記第１及び第２の磁気分布データについて、上記（１）のマーカ検出方法を適用することでマーカ検出処理を実行する。

　検出ユニット１２は、上記第１の磁気分布データを構成する磁気センサＣｎの進行方向の磁気計測値を取得する（Ｓ１０１）。そして、少なくともいずれかの磁気センサＣｎの進行方向の磁気計測値の経時変化につき、図４のＸ１に相当するゼロクロスの検出を試みる（Ｓ１０２）。検出ユニット１２は、このゼロクロスを検出するまで（Ｓ１０２：ＮＯ）、磁気センサＣｎの進行方向の磁気計測値（第１の磁気分布データ）を繰り返し取得する（Ｓ１０１）。

　検出ユニット１２は、進行方向の磁気計測値の経時変化につき図４のＸ１に相当するゼロクロスを検出できたとき（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、磁気マーカ１０の真上にセンサユニット１１が位置していると判断し、マーカ検出時刻として現在時刻を記憶する。なお、磁気マーカ１０の検出判断については、図４のＸ１に相当するゼロクロスの検出に加えて、進行方向の磁気計測値の経時変化の割合、すなわち磁気計測値の微分値（差分値）の大きさが所定の閾値以上であるという条件を設定することも良い。

　検出ユニット１２は、図４のＸ１に相当するゼロクロスの検出に応じて磁気マーカ１０を検出できたとき、マーカ検出時刻における磁気センサＣｎの車幅方向の磁気計測値の分布を表す上記の第２の磁気分布データを取得する（Ｓ１０３、磁気分布取得処理）。検出ユニット１２は、磁気センサＣｎの車幅方向の磁気計測値の分布（第２の磁気分布データが表す磁気分布）について、図５のＸ２に相当するゼロクロスの車幅方向の位置を特定する（Ｓ１０４）。そして、このゼロクロスの車幅方向の位置に基づいて、磁気マーカ１０に対する診断車両１の車幅方向の横ずれを特定する（Ｓ１０５）。具体的には、検出ユニット１２は、図５のＸ２に相当するゼロクロスの車幅方向の位置ＬＴｘを示す値の正負を反転し、車幅方向の横ずれとする。

（３）磁気マーカの診断処理
　診断ユニット１５による磁気マーカ１０の診断処理の内容について、図７を参照して説明する。診断ユニット１５は、検出ユニット１２によって磁気マーカ１０が検出されたとき（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に移行し磁気マーカ１０の診断処理を実行する。なお、診断ユニット１５は、検出ユニット１２から取得するマーカ検出情報に基づいて、磁気マーカ１０が検出されたことを把握できる。上記のごとくこのマーカ検出情報には、磁気マーカ１０が検出された旨のほか、マーカ検出時刻、横ずれが含まれている。

　診断ユニット１５は、過去の所定期間に渡る磁気分布データの記憶領域を参照し、磁気マーカ１０が検出された時点（マーカ検出時刻）の第２の磁気分布データを読み込む（Ｓ２０２）。そして診断ユニット１５は、第２の磁気分布データが表す磁気分布のゼロクロスＸ２（図５参照）の車幅方向の位置ＬＴｘを、磁気分布における分布中心の位置として特定する。なお、車幅方向の分布中心位置ＬＴｘは、例えば、診断車両１の車幅方向の中央を基準とした位置であると良い。なお、マーカ検出情報に含まれる横ずれの正負を反転した値を分布中心位置ＬＴｘとしても良い。

　また、診断ユニット１５は、過去の所定期間に渡って記憶している１次元画像データの記憶領域を参照し、マーカ画像の元データとしてマーカ検出時刻の１次元画像データを読み込む（Ｓ２０４、画像取得処理）。そして、輪郭を強調するエッジング処理や２値化処理等の画像処理をマーカ画像に施して、磁気マーカ１０と路面１００Ｓとの境界であるエッジを抽出する。例えば図８のマーカ画像において隣り合う画素の値（画素値）の差分を求めれば（エッジング処理の一例）、マーカ領域と路面領域（路面に対応する画像領域）との境界で差分値（絶対値）が大きくなっている図９の加工画像を生成できる。診断ユニット１５は、この加工画像の画素値である差分値について、２値化処理（閾値処理）を施すことでエッジを抽出する（Ｓ２０５）。

　例えば図８のごとく路面領域よりもマーカ領域の方が明るく画素値が大きい場合には、路面領域からマーカ領域に至る境界に当たる位置で、差分値が正側の閾値を上回るアップエッジが抽出される（図９）。また、マーカ領域から路面領域に至る境界に当たる位置で、差分値が負側の閾値を下回るダウンエッジが抽出される（図９）。

　診断ユニット１５は、アップエッジの車幅方向の位置ＬＴｕと、ダウンエッジの車幅方向の位置ＬＴｄと、の中点に当たる位置を、図９のマーカ画像におけるマーカ領域の車幅方向の中心である中心位置ＬＴｃとして特定する（Ｓ２０６）。このとき、図５の磁気分布における分布中心位置ＬＴｘと同様、診断車両１の車幅方向の中央を基準とした中心位置ＬＴｃを求めると良い。

　診断ユニット１５は、第２の磁気分布データが表す磁気分布の分布中心位置ＬＴｘ（図５）と、マーカ画像におけるマーカ領域の車幅方向の中心位置ＬＴｃ（図９）と、の差分の大きさ（位置的な偏差）に関する閾値処理を実行する（Ｓ２０７、閾値処理部）。診断ユニット１５は、分布中心位置ＬＴｘと中心位置ＬＴｃとの差分の大きさが閾値未満であれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、磁気マーカ１０の周辺に磁気分布が形成されていると判断する。そしてこの場合には、診断ユニット１５は、欠陥がない正常な磁気マーカ１０であると判断する（Ｓ２０８）。

　一方、分布中心位置ＬＴｘと中心位置ＬＴｃとの差分の大きさが閾値以上であるときには（Ｓ２０７：ＮＯ）、診断ユニット１５は、磁気マーカ１０を中心として磁気分布が形成されていないと判断する。そして診断ユニット１５は、磁気マーカ１０に生じた何らかの欠陥に起因して、磁気分布が乱れていると判断する（Ｓ２１８）。

　以上のように本例の磁気マーカの診断方法は、磁気マーカの磁気分布と、磁気マーカの撮像画像であるマーカ画像と、を比較することで、磁気マーカの欠陥の有無を判断する方法である。この診断方法では、磁気分布の分布中心位置ＬＴｘと、マーカ画像中のマーカ領域の中心位置ＬＴｃと、の位置的な偏差に着目して、磁気分布とマーカ画像とを比較している。例えば、磁気マーカに割れなどの欠陥があれば、磁気分布に乱れやアンバランスが生じる可能性が高い。このような場合、磁気分布における分布中心位置ＬＴｘが、マーカ画像におけるマーカ領域の中心位置ＬＴｃからずれる可能性が高い。このように本例の診断方法によれば、欠陥が生じ始めているものの、まだ車両側で検出可能な磁気を発生できているという比較的早期の段階で、磁気マーカの欠陥を発見できる。磁気マーカの欠陥を早期に診断できれば、欠陥の疑いのある磁気マーカについてメンテナンスあるいは点検を要する旨の情報を早期に生成できる。

　本例では、輪郭を強調するエッジング処理をマーカ画像に施して得られた図９の加工画像について、マーカ領域と路面領域との境界であるアップエッジおよびダウンエッジを特定している。そして、マーカ領域の外縁をなすアップエッジの位置ＬＴｕとダウンエッジの位置ＬＴｄとの中点（中央の位置）を、マーカ領域の中心位置ＬＴｃとして取り扱っている。この中点は、マーカ領域の領域的な重心でもある。アップエッジの位置ＬＴｕからダウンエッジの位置ＬＴｄまでのマーカ領域について輝度的な重心を求め、マーカ領域の中心として取り扱うことも良い。この場合、輝度的な重心と、磁気分布の分布中心（図５参照。）と、の位置的なずれに応じて磁気マーカの欠陥の有無を判断できる。ここで、領域的な重心とは、マーカ領域に属する各画素の重みの違いを考慮することなく求まる各画素の平均位置である。輝度的な重心は、マーカ領域に属する各画素の画素値（輝度値）を加重して得られる各画素の平均位置である。

　また、図５中の分布中心位置ＬＴｘに対応する位置を基準としたマーカ画像の対称性を調べ、対称性が十分でない場合に欠陥の疑いがあると診断することも良い。対称性の指標としては、例えば、基準となる位置の両側の画素値の積分値の差分などを採用できる。この差分の大きさが閾値よりも小さい場合には、磁気マーカに欠陥がないと診断する一方、閾値を超える場合には欠陥の疑いがあると診断できる。

　本例では、磁気マーカ１０の上端面が路面１００Ｓと面一になるように磁気マーカ１０を敷設することで、路面１００Ｓに磁気マーカ１０を露出させて撮像可能としている。これに代えて、磁気マーカ１０を埋設する一方、例えば、ペイント等によるマークや樹脂製のマーカ等を目印として磁気マーカ１０の真上に配設することも良い。路面１００Ｓに設けた孔に磁気マーカ１０を収容した後、マーカとなる樹脂製の栓で蓋をすることも良い。この場合には栓が磁気マーカの目印となり得る。また、本例の柱状の磁気マーカ１０に代えて、シート状の磁気マーカを採用し、路面１００Ｓに貼り付けることも良い。路面１００Ｓに配置された磁気マーカは、カメラ等によって撮像可能である。

（実施例２）
　本例は、実施例１の構成に基づいて、磁気マーカの欠陥の有無を判断する方法を変更した例である。この内容について図１０を参照して説明する。
　実施例１では、１次元画像データであるマーカ画像と磁気分布とを比較して磁気マーカ１０の欠陥の有無を判断している。本例は、１次元画像データに基づいて２次元的なマーカ画像を生成し、磁気マーカが占有するマーカ領域１０Ｒの中心Ｃを利用して欠陥の有無を判断する。

　実施例１で参照した図７中のステップＳ２０４に代えて、本例の診断ユニットは、マーカ検出時刻を中央の時点とした所定時間に渡る複数の１次元画像データを読み込む。なお、この所定時間は、磁気マーカの直径である２０ｍｍを診断車両が通過するのに要する時間が設定される。例えば、所定時間は、診断車両の走行速度によって、４０ｍｍ（直径２０ｍｍに余裕を持たせた長さ）を除算することで算出可能である。

　診断ユニットは、読み込んだ複数の１次元画像データに基づいて２次元的なマーカ画像を生成する。例えば複数の１次元画像データを進行方向（時間方向）に積み上げれば、図１０のような２次元的なマーカ画像を生成できる。なお、同図は、車幅方向の位置が横軸に規定され、進行方向の位置が縦軸に規定されたグラフである。同図の原点Ｏ（オー）は、マーカ検出時刻における分布中心位置（図５中のＬＴｘ）に対応している。磁気マーカを中心として理想的な磁気分布が形成されていれば、マーカ画像における磁気マーカの中心が原点Ｏに位置することになる。

　診断ユニットは、図１０のマーカ画像に画像処理を施し、磁気マーカの占有領域であるマーカ領域１０Ｒを抽出する。そして診断ユニットは、マーカ領域１０Ｒの中心Ｃを特定し、さらに中心Ｃの車幅方向の位置ＬＴｃ、進行方向の位置ＬＧｃを特定する。例えば、車幅方向の位置ＬＴｃ、進行方向の位置ＬＧｃがいずれも閾値未満であれば、磁気マーカに欠陥がないと判断し、いずれかが閾値以上であれば、磁気マーカに欠陥のおそれがあると判断しても良い。

　なお、原点Ｏから中心Ｃまでの距離に関する閾値処理により欠陥の有無を判断することも良い。原点Ｏから中心Ｃまでの距離は、例えば三角法の定理等により算出できる。
　マーカ領域１０Ｒの中心（中央の位置）Ｃは、領域的な重心であっても良く、輝度的な重心であっても良い。さらには、車幅方向におけるマーカ領域１０Ｒの分布範囲の中点と、進行方向におけるマーカ領域１０Ｒの分布範囲の中点と、により規定される位置を、中心（中央の位置）として取り扱っても良い。

　ラインセンサカメラに代えて、２次元的な画像を取得するエリアセンサカメラを採用することも良い。エリアセンサカメラによれば、図１０と同様の２次元的なマーカ画像を取得できる。１次元的に磁気センサを配列したセンサユニットに代えて、２次元的に磁気センサを配列したセンサユニットを採用しても良い。このセンサユニットを磁気計測部として採用すれば、２次元的な磁気分布を取得できる。
　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。

　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上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　診断車両
　１０　磁気マーカ
　１１　センサユニット（磁気計測部）
　１１０　データ生成回路
　１２　検出ユニット（ユニット）
　１３　ラインセンサカメラ（撮像部）
　１５　診断ユニット（診断部）
　Ｃｎ　磁気センサ（ｎは１～１５の整数）

Claims (10)

1. 　車両によって磁気的に検出可能なように走路に間隔を空けて敷設された磁気マーカの運用状況を診断する診断システムであって、
   　前記磁気マーカが周囲に作用する磁気の大きさを計測して１次元あるいは２次元的な磁気分布を取得する磁気計測部と、
   　磁気マーカを撮像することで１次元あるいは２次元的な画像情報であるマーカ画像を取得する撮像部と、
   　前記磁気分布と前記マーカ画像との比較に基づいて前記磁気マーカの欠陥の有無を判断する診断部と、を備える磁気マーカの診断システム。
2. 　請求項１において、前記磁気計測部による磁気の検出エリアの基準点と、前記撮像部による撮像エリアと、の位置関係を表す情報を記憶する記憶部と、
   　車両の運動の推定結果、及び前記磁気の検出エリア内の基準点と前記撮像エリアとの位置関係に基づいて、該磁気の検出エリアを該撮像エリアに対応付ける処理部と、を含む磁気マーカの診断システム。
3. 　請求項１または２において、前記診断部は、前記磁気分布における分布中心と、前記マーカ画像におけるマーカ領域の中心と、の位置的な偏差に関する閾値処理を実行する閾値処理部を有し、前記閾値処理の結果に応じて欠陥の有無を判断するように構成されている磁気マーカの診断システム。
4. 　請求項３において、前記マーカ画像中の前記マーカ領域と、走路の表面である路面に対応する路面領域と、の境界を特定し、前記マーカ領域の外縁をなす境界の中央に当たる位置を該マーカ領域の中心と特定する磁気マーカの診断システム。
5. 　請求項３において、前記マーカ領域に属する各画素の画素値を加重して得られる当該各画素の平均位置を前記マーカ領域の中心と特定する磁気マーカの診断システム。
6. 　請求項１または２において、前記診断部は、前記磁気分布における分布中心を基準として前記マーカ画像あるいは前記マーカ領域の対称性を表す指標を求め、該指標に関する閾値処理により欠陥の有無を判断するように構成されている磁気マーカの診断システム。
7. 　請求項１～６のいずれか１項において、前記磁気マーカは、走路の表面をなす路面よりも深い位置に埋設され、前記マーカ画像は、該埋設された磁気マーカに対応して路面に設けられた目印、あるいは磁気マーカを埋設するために路面に穿設された収容穴に蓋をする栓を撮像した画像である磁気マーカの診断システム。
8. 　請求項１～６のいずれか１項において、前記磁気マーカは、走路の表面をなす路面に配置されたシート状の磁気マーカであり、前記マーカ画像は、該シート状の磁気マーカを撮像した画像である磁気マーカの診断システム。
9. 　車両によって磁気的に検出可能なように走路に敷設された磁気マーカの運用状況を診断する方法であって、
   　前記磁気マーカが周囲に作用する磁気の大きさを計測して１次元あるいは２次元的な磁気分布を取得する磁気分布取得処理と、
   　磁気マーカを撮像することで１次元あるいは２次元的な画像であるマーカ画像を取得する画像取得処理と、
   　前記磁気分布と前記マーカ画像との比較に基づいて前記磁気マーカの欠陥の有無を判断する診断処理と、を含む磁気マーカの診断方法。
10. 　請求項９において、前記診断処理は、前記磁気分布における分布中心と、前記マーカ画像におけるマーカ領域の中心と、の位置的な偏差に関する閾値判断により欠陥の有無を判断する処理である磁気マーカの診断方法。

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