WO2022239787A1 - センサユニット及びシステム - Google Patents

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WO2022239787A1
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magnetic
displacement
sensors
sensor
sensor unit
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PCT/JP2022/019881
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道治 山本
知彦 長尾
均 青山
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愛知製鋼株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor unit and system for detecting magnetic markers.
  • Patent Document 1 there has been known a magnetic marker detection system for vehicles that uses magnetic markers laid on roads for vehicle control (see Patent Document 1, for example).
  • a magnetic marker detection system is realized by a combination of a magnetic marker laid on the road and a vehicle-side magnetic marker detection device including a magnetic sensor. For example, if a vehicle can detect a magnetic marker laid along a lane on a road, various types of driving assistance such as automatic steering control and lane departure warning can be realized.
  • the conventional magnetic marker detection system has the following problems. That is, there is a problem that the detection reliability of the magnetic marker may be impaired due to disturbance magnetism acting on the magnetic sensor. For example, in bridges and tunnels of RC structures that form roads, iron reinforcing plates, reinforcing bars, and the like are stretched inside to ensure structural strength. Since iron is a magnetic material, structures such as bridges and tunnels can be significant sources of magnetism. The residual magnetization of ferrous materials such as rebar is very small compared to magnets, but the magnetism that exceeds the geomagnetism is generated due to the huge volume of bridges and tunnels, and these structures have geomagnetism like yokes. can be concentrated to generate a relatively large magnetic field. For example, the magnetic fields of various magnetic sources that exist on roads such as bridges and tunnels are one of the factors that reduce the detection reliability of magnetic markers.
  • the present invention has been made in view of the conventional problems described above, and aims to provide a sensor unit and system useful for detecting magnetic markers with high reliability.
  • One aspect of the present invention is a sensor unit attached to a mobile object to detect a magnetic marker, one or more magnetic sensors that measure the magnetism acting from the magnetic marker; and one or more non-contact displacement sensors for measuring displacement relative to the surface on which the magnetic markers are arranged.
  • One aspect of the present invention is a system for a mobile object to detect a magnetic marker, one or more magnetic sensors that measure the magnetism acting from the magnetic marker;
  • the system includes a sensor unit attached to the moving object, the sensor unit comprising one or more non-contact displacement sensors for measuring displacement relative to the surface on which the magnetic markers are arranged.
  • One of the technical features of the present invention is the sensor unit in which the non-contact displacement sensor is incorporated in addition to the magnetic sensor. According to this sensor unit, the magnetism generated by the magnetic marker can be measured, and the displacement relative to the surface on which the magnetic marker is arranged can be measured using the non-contact displacement sensor.
  • the measurement result of the displacement relative to the surface on which the magnetic markers are arranged can be used.
  • the measurement results of the displacement relative to the surface on which the magnetic markers are arranged are effective for eliminating disturbance magnetism originating from sources other than the magnetic markers, and are useful for improving the detection certainty when detecting the magnetic markers.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing how a vehicle travels in a lane on which magnetic markers are laid;
  • FIG. 2 is a block diagram showing configurations of a sensor unit and a main circuit;
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of displacement measurement by a non-contact displacement sensor; Explanatory drawing which shows a mode that a previous image and a newest image are compared.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of marker detection processing;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing temporal changes in the distribution waveform of magnetism in the vehicle width direction when passing through a magnetic marker;
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a change over time of a distribution waveform of a magnetic gradient in the vehicle width direction when passing through a magnetic marker; Explanatory drawing of filter processing.
  • FIG. 4 is a block diagram showing another sensor unit;
  • Example 1 This example relates to an in-vehicle sensor unit 1 that detects a magnetic marker 10 laid on a road. This content will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • FIG. 1 An example of a vehicle sensor unit 1 that detects a magnetic marker 10 laid on a road. This content will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • a vehicle system 1S (FIGS. 1 and 2) that implements driving support control of the vehicle 5 using the magnetic marker 10 is illustrated.
  • a vehicle 5 equipped with the sensor unit 1 can detect the magnetic markers 10 while traveling on a road on which the magnetic markers 10 are arranged.
  • the magnetic markers 10 are arranged along the center of the lane 100, which is the driving area of the vehicle on the road.
  • the vehicle system 1S is an example of a system that uses the magnetic markers 10 arranged along the lane 100 to implement driving support control such as lane keeping control.
  • the vehicle 5 that configures the vehicle system 1S is an example of a mobile object.
  • the vehicle 5 includes a sensor unit 1 for detecting the magnetic marker 10, a main circuit 20 for executing marker detection processing and the like, a vehicle ECU 30 for executing driving support control, and the like.
  • a sensor unit 1 for detecting the magnetic marker 10 a main circuit 20 for executing marker detection processing and the like
  • a vehicle ECU 30 for executing driving support control, and the like.
  • the magnetic marker 10 is a flat sheet magnet with a diameter of 100 mm and a thickness of 1.5 mm.
  • the magnetic marker 10 can be joined to the road surface 100S by adhesion or the like, for example.
  • the piece-shaped magnetic markers 10 are arranged, for example, along the center of the lane 100 at intervals of 2 m.
  • the road surface 100S is an example of the surface on which the magnetic markers 10 are arranged.
  • a columnar magnetic marker having a diameter of 28 mm and a height of 20 mm, for example, may be employed.
  • a columnar magnetic marker for example, it is preferable to dispose the marker in a state of being housed in a hole drilled in the road surface 100S.
  • the road surface 100S in which the columnar magnetic markers are embedded is also an example of the surface on which the magnetic markers are arranged.
  • the sensor unit 1 includes 15 magnetic sensors Cn (n is an integer from 1 to 15), a difference circuit Gm (m is an integer from 1 to 14), and a displacement amount relative to the road surface 100S. It is an in-vehicle unit integrated with a non-contact displacement sensor 15 for measuring .
  • the sensor unit 1 has an input port and an output port. As an input port, there is at least an input port for the main circuit 20 to input a control signal. There are at least the following two types of output ports.
  • the first output port is a 14-channel output port that outputs a sensor signal (hereinafter referred to as a magnetic signal) obtained by performing preprocessing (difference calculation) on the magnetic measurement value of each magnetic sensor Cn.
  • a second output port is an output port for a sensor signal (hereinafter referred to as a displacement signal) of the non-contact displacement sensor 15 .
  • the sensor unit 1 15 magnetic sensors Cn are arranged in a straight line at regular intervals of 10 cm. As a result, the sensor unit 1 has an elongated bar shape as a whole.
  • the sensor unit 1 is attached along the vehicle width direction, for example, inside the front bumper of the vehicle 5 .
  • the mounting height of the sensor unit 1 with respect to the road surface 100S is 200 mm.
  • the magnetic sensor Cn is a highly sensitive MI sensor that detects magnetism using the known MI effect (Magneto Impedance Effect).
  • the MI effect is an electromagnetic effect in which the impedance of a magnetosensitive material such as an amorphous wire sensitively changes according to an external magnetic field.
  • the MI sensor has detection sensitivity in the axial direction (longitudinal direction) of the amorphous wire, which is the magnetosensitive body.
  • magnetic sensors Cn are arranged along the longitudinal direction. Each magnetic sensor Cn is incorporated such that the axial direction of the amorphous wire coincides with the longitudinal direction of the sensor unit 1 . As described above, the sensor unit 1 is attached along the vehicle width direction. Therefore, the axial direction of the amorphous wire of each magnetic sensor Cn of the sensor unit 1 is along the vehicle width direction.
  • the magnetic sensor Cn is a highly sensitive sensor with a magnetic flux density measurement range of ⁇ 0.6 mT (millitesla) and a magnetic flux resolution of 0.02 ⁇ T within the measurement range. Furthermore, this magnetic sensor Cn is capable of magnetic measurement at a fast cycle of 3 kHz, and is compatible with high-speed running of the vehicle. In the sensor unit 1 of this example, the magnetic sensor C1 is attached to the vehicle 5 so as to be positioned on the left side of the vehicle 5 (on the passenger seat side of a right-hand drive vehicle).
  • the difference circuit Gm is a circuit that performs a difference calculation of the magnetic measurement values of the two magnetic sensors as preprocessing.
  • the difference circuits Gm are individually provided corresponding to 14 pairs of two adjacent magnetic sensors among the 15 magnetic sensors Cn.
  • the differential circuit Gm can calculate the magnetic gradient in the direction in which the magnetic sensors are arranged (corresponding to the vehicle width direction).
  • a difference calculated value (magnetic gradient in the vehicle width direction) by the difference circuit Gm is output from the sensor unit 1 as a magnetic signal.
  • the sensor unit 1 has 14-channel output ports (not shown) so as to simultaneously output the difference calculated values of the difference circuit Gm.
  • the differential circuit Gm functions as a sampling circuit for obtaining magnetic measurement values from the magnetic sensor Cn.
  • a difference circuit Gm as a sampling circuit acquires a magnetic measurement value at a period of 3 kHz at which the magnetic sensor Cn performs magnetic measurement.
  • the non-contact displacement sensor 15 is a sensor that detects displacement relative to the road surface 100S.
  • the non-contact displacement sensor 15 is arranged adjacent to the magnetic sensor C8 located in the center of the sensor unit 1, for example. In the configuration of this example, the non-contact displacement sensor 15 is arranged at a position corresponding to the gap between the magnetic sensors C7 and C8.
  • the non-contact displacement sensor 15 includes a blue laser light source element 151, an imaging element 153 for imaging the road surface 100S, and a displacement measurement circuit 150 for processing the captured image.
  • the light source element 151 is an element that irradiates a region of a certain extent on the road surface 100S with blue laser light.
  • the image sensor 153 is a camera that captures an image of the area irradiated by the light source element 151 .
  • the imaging element 153 is controlled to perform an imaging operation in synchronization with the light emitting operation of the light source element 151 .
  • the displacement measurement circuit 150 is a circuit that performs displacement measurement on continuous images captured continuously in time.
  • the displacement measurement circuit 150 superimposes the temporally preceding image on the temporally subsequent image while shifting the temporally preceding image, and examines the degree of coincidence. Then, the displacement measurement circuit 150 measures the displacement of the vehicle 5 by specifying the amount of shift in which the temporally preceding image best matches the subsequent image.
  • the displacement thus measured (displacement measurement value such as displacement amount and displacement direction) is output from the non-contact displacement sensor 15 as a displacement signal. The specific contents of displacement measurement will be described in detail later.
  • the vehicle system 1S is a system for realizing driving support control such as lane keeping control.
  • the vehicle system 1 includes, in addition to the sensor unit 1 described above, a main circuit 20 that executes marker detection processing, a vehicle ECU 30 that controls a steering actuator, and the like.
  • the difference circuit Gm of the sensor unit 1 and the main circuit 20 constitute a processing circuit for executing detection processing of the magnetic marker 10 .
  • the result of marker detection processing by the main circuit 20 is output from the main circuit 20 and input to the vehicle ECU 30 .
  • the result of the marker detection processing includes the amount of lateral displacement of the vehicle 5 with respect to the detected magnetic markers 10 .
  • the vehicle ECU 30 controls the steering actuator to adjust the steering angle so that the lateral deviation amount approaches zero.
  • the main circuit 20 (Fig. 3) is a circuit that controls the sensor unit 1 and executes marker detection processing.
  • the main circuit 20 includes an electronic board (not shown) on which memory elements such as a CPU (central processing unit) that executes various operations, ROM (read only memory), RAM (random access memory), etc. are mounted. .
  • the main circuit 20 has an input/output port with the sensor unit 1 .
  • the input ports include 14-channel magnetic signal input ports, displacement signal input ports, and the like.
  • the output ports include an output port for control signals to the sensor unit 1, an output port for results of marker detection processing, and the like.
  • the main circuit 20 includes data areas M1 to M14 (referred to as Mm as appropriate) and data areas H1 to H14 (referred to as Hm as appropriate) for storing time-series data, a filter processing circuit 205 for executing arithmetic processing, and a detection processing circuit. 207. Furthermore, the main circuit 20 includes a switching circuit 203 that switches detection processing for detecting the magnetic marker 10 .
  • the data area Mm is a storage area that stores (saves) data (magnetic gradient in the vehicle width direction) represented by 14-channel magnetic signals output by the sensor unit 1 as sensor signals.
  • the data area Hm is a storage area for storing filter output values from the filter processing circuit 205 .
  • the filtering circuit 205 is a circuit that filters the time-series data stored in the data area Mm.
  • the detection processing circuit 207 is a circuit that performs marker detection processing on the time-series data (filter output values) stored in the data area Hm.
  • the filter processing circuit 205 and the detection processing circuit 207 constitute a processing circuit that executes detection processing of the magnetic marker 10 .
  • Filter processing by the filter processing circuit 205 and marker detection processing by the detection processing circuit 207 constitute detection processing for detecting the magnetic marker 10 .
  • the switching circuit 203 switches detection processing for detecting the magnetic marker 10 by changing the filter characteristics of the filtering circuit 205 .
  • the filter processing circuit 205 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 processing circuit 205 sequentially stores the filter output value of each channel in the data area Hm as described above.
  • the filter processing circuit 205 is provided with a plurality of types of filter characteristics, and the switching circuit 203 switches to one of the filter characteristics. Although details will be described later, the switching circuit 203 changes the filter characteristics of the filter processing circuit 205 in accordance with the displacement measurement value obtained by the non-contact displacement sensor 15 .
  • the detection processing circuit 207 is a circuit that executes marker detection processing for detecting the magnetic marker 10 .
  • the marker detection process is executed based on the time-series filter output values stored in the data area Hm.
  • This marker detection processing includes processing for measuring the amount of lateral displacement of the vehicle 5 with respect to the detected magnetic markers 10 .
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of displacement measurement.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of how the previous image and the latest image are compared.
  • the displacement measurement circuit 150 controls the light source element 151 and the imaging element 153 so that the light emitting operation and the imaging operation are executed in synchronization. Note that the imaging operation and the like are performed at a frequency of 3 kHz, for example.
  • the imaging element 153 images the irradiation area on the road surface 100S by the light source element 151 (S101).
  • the light source element 151 is configured to broadly illuminate the road surface 100S.
  • the displacement measurement circuit 150 compares the previous captured image (previous image) acquired in the previous processing loop and stored in step S104 to be described later, and the latest captured image (latest image) acquired in immediately preceding step S101. A comparison is performed (S102). Specifically, as shown in FIG. 5, the displacement measurement circuit 150 examines the correlation (matching degree) with the latest image while shifting the previous image in the x and y directions.
  • the displacement measurement circuit 150 obtains the correlation coefficient with the latest image for each position where the image was shifted last time, and specifies the position where the correlation coefficient is the largest among the positions where the image was shifted last time. In this way, the displacement measurement circuit 150 specifies the displacement amount and the displacement direction (displacement measurement value) on the imaging surface by specifying the position where the image was shifted last time (S103).
  • the amount of displacement is the length of a vector defined by the amount of shift in the x direction and the amount of shift in the y direction.
  • the displacement direction is the orientation of this vector.
  • the displacement measurement circuit 150 After specifying the amount of displacement and the direction of displacement as described above, the displacement measurement circuit 150 stores and saves the latest image obtained in step S101 as the previous image (S104). By storing and saving the latest image in this manner, it can be referred to as the previous image in the next processing loop. Further, the displacement measurement circuit 150 outputs a displacement signal representing the displacement amount and displacement direction specified in step S103 (S105), and inputs the displacement signal to the main circuit 20.
  • S104 the previous image
  • S105 displacement signal representing the displacement amount and displacement direction specified in step S103
  • the marker detection process is a process that is repeatedly executed at a frequency of 3 kHz by cooperative operation of the sensor unit 1 and the main circuit 20 . The contents of this marker detection processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the sensor unit 1 performs magnetic detection at a frequency of 3 kHz according to control by the main circuit 20 (S201).
  • an amorphous wire (not shown) as a magnetosensitive body is arranged along the vehicle width direction.
  • the magnetism acting on the magnetic marker 10 in the vehicle width direction is directed to the outside of the magnetic marker 10 . Therefore, the magnetic direction in the vehicle width direction acting on each magnetic sensor Cn is opposite depending on whether the magnetic marker 10 is on the left side or the right side.
  • FIG. 7 exemplifies temporal changes in the magnetic distribution waveform in the vehicle width direction of the magnetic measurement values (magnetic intensity in the vehicle width direction) obtained by the magnetic sensors Cn that constitute the sensor unit 1 .
  • the traveling direction (time direction) of the vehicle 5 is defined from the upper left position p1 to the lower right position p7.
  • a position p4 is a position directly above the magnetic marker 10 .
  • the position p1 ⁇ p4 is a section where the magnetic marker 10 is approached, and the position p4 ⁇ p7 is a section where the magnetic marker 10 is farther away.
  • the waveform has two alternating peaks with opposite positive and negative polarities.
  • the amplitude of the distributed waveform of the two peaks gradually increases, reaching the maximum amplitude at a position p4 directly above the magnetic marker 10. Thereafter, as the vehicle 5 moves away from the magnetic marker 10, the amplitude of the distribution waveform of the two peaks gradually decreases.
  • the magnetic measurement value of each magnetic sensor Cn is immediately input to the difference circuit Gm (Fig. 3).
  • the magnetic measurement values of the magnetic sensors C1 and C2 are input to the difference circuit G1, and a difference operation is performed to subtract the magnetic measurement value of C1 from the magnetic measurement value of C2 (S202).
  • the difference circuit Gm performs a difference operation of subtracting the magnetic measurement value of the magnetic sensor Cm (m is a natural number from 1 to 14) from the magnetic measurement value of the magnetic sensor C(m+1).
  • the difference calculation value of the difference circuit Gm is the difference between the magnetic measurement values of two adjacent magnetic sensors Cn in the sensor unit 1, and indicates the magnetic gradient in the vehicle width direction.
  • the distribution waveform of the magnetic gradient in the vehicle width direction is a waveform in which small peaks with opposite polarities to the high peaks are adjacent to both sides of the high peaks, as exemplified in the graphs at positions p1 to p7 in FIG. .
  • the difference calculation in step S202 in FIG. 6 is effective in removing common magnetic noise that uniformly acts on each magnetic sensor Cn.
  • Common magnetic noise arises not only from the geomagnetic field, but also from large magnetic sources such as railway bridges and other vehicles.
  • the magnetic field loop from the N pole to the S pole becomes very large, so that the magnetic field is nearly uniform at the intermediate position between the two poles, and the magnetism acting on each magnetic sensor Cn is nearly uniform. It's becoming The difference calculation in step S202 described above is also effective in removing the magnetism acting nearly uniformly on each magnetic sensor Cn.
  • Each difference calculated value by the difference circuit Gm (an example of a calculated value based on the magnetic measurement value) is output all at once by the sensor unit 1 as 14-channel sensor signals.
  • time-series data for each channel based on this sensor signal is stored in the data area Mm (FIG. 3).
  • the main circuit 20 erases the oldest data in the data area Mm and sequentially feeds each data in the data area Mm to provide an empty area. Then, the data represented by the newly acquired sensor signal is stored in the free area. Due to such a storage operation by the data area Mm, each channel of the data area Mm stores data of time-series difference calculation values (magnetic gradient in the vehicle width direction) over a predetermined period in the past.
  • the amplitude of the time-series differential calculated value (magnetic gradient in the vehicle width direction) data in the data area Mm increases as the vehicle 5 approaches the magnetic marker 10 .
  • the diagonal graph on the right side of FIG. 8 is a graph of temporal changes in the peak value of the magnetic gradient in the vehicle width direction at each position p1 to p7.
  • the direction of travel (time direction) is defined by an axis extending diagonally downward to the right in the figure
  • the magnetic gradient in the vehicle width direction is defined by an orthogonal axis.
  • step S203 in FIG. 6 the sensor unit 1 uses the non-contact displacement sensor 15 to perform the displacement measurement described above with reference to FIGS.
  • the displacement measurement result (displacement amount and displacement direction) is input to the main circuit 20 as a displacement signal.
  • This displacement signal is a signal representing the displacement of the non-contact displacement sensor 15 relative to the road surface 100S, that is, the displacement of the vehicle 5 relative to the road surface 100S.
  • the main circuit 20 When the main circuit 20 receives the displacement signal from the sensor unit 1, it changes the filter characteristic of the filter processing circuit 205 to a filter characteristic corresponding to the amount of displacement included in the displacement signal (S204). As described above, in the filter processing circuit 205, multiple types of filter characteristics are set in advance. As will be described later, the main circuit 20 selects one of a plurality of types of filter characteristics according to the amount of displacement.
  • the main circuit 20 inputs the 14-channel time-series data of the magnetic gradient in the vehicle width direction stored in the data area Mm (m is an integer from 1 to 14) to the filter processing circuit 205, and performs filter processing for each channel. (S205).
  • This filtering process is a filtering process that blocks low-frequency components and allows high-frequency components to pass.
  • the filter processing circuit 205 calculates a filter output value by a convolution operation of an IIR (Infinite Impulse Response) filter on the time-series data in the data area Mm, and stores it in the data area Hm (FIG. 3).
  • IIR Intelligent Impulse Response
  • the filter processing circuit 205 will be described.
  • the difference calculation in step S202 in FIG. 6 exhibits a certain effect.
  • a gentle magnetic gradient is generated in the vicinity of the ends that become magnetic poles due to wraparound of the magnetic field.
  • the differential operation in S202 removes uniform magnetism, and it is difficult to remove magnetic gradients.
  • the distance between the magnetic poles is different, which results in a different rate of change of the magnetic gradient. That is, in a large magnetic source with a long distance between the magnetic poles, the transition of the magnetic gradient of one magnetic pole to the magnetic gradient of the other magnetic pole is long, so the change in the magnetic gradient is gradual and the frequency is low.
  • the magnetic marker 10 which is a small magnetic source, has a short distance between the poles, so that the magnetic gradient changes rapidly, the rate of change increases, and the frequency increases. Filtering for blocking low-frequency components can remove magnetic gradients that change slowly and have a small rate of change due to large magnetic sources.
  • the magnetic gradient in the vehicle width direction by the difference calculation in step S202 changes as shown in the diagonal graph on the right side of the paper in FIG.
  • a peak should occur each time the magnetic marker 10 is passed.
  • the filter processing by the filter processing circuit 205 is processing for blocking low-frequency components with respect to such changes in the magnetic gradient in the vehicle width direction (FIG. 9(a)). According to this filtering process, the change in the magnetic gradient in the vehicle width direction of FIG. 11(a) can be approximated to the ideal change in which the peaks appear periodically as shown in FIG. 11(b).
  • the object of filtering by the filtering circuit 205 is, for example, time-series data representing temporal changes in the magnetic gradient in the vehicle width direction in FIG.
  • the purpose of this filtering process is to remove the influence of the magnetic gradient generated at the magnetic pole ends of large magnetic sources such as bridges and tunnels, and to make the magnetic gradient around the magnetic marker 10 conspicuous. be.
  • the higher the vehicle speed the shorter the time required to pass the area near the edge of the magnetic pole of a large magnetic source such as a bridge or tunnel. Conversely, the lower the vehicle speed, the longer it takes to pass through this area. Therefore, the temporal change in the magnetic gradient in the vehicle width direction in FIG. 9 has a higher frequency as the vehicle speed increases, and a lower frequency as the vehicle speed decreases.
  • a plurality of types of filter characteristics with different cutoff frequencies are set in the filter processing circuit 205 that performs filter processing for removing low-frequency components.
  • the filter processing circuit 205 can change the filter characteristics according to the vehicle speed.
  • the filter characteristics include a high cutoff frequency filter characteristic corresponding to high speed running, a low cutoff frequency filter characteristic corresponding to low speed running, and an intermediate cutoff frequency filter characteristic corresponding to medium speed running. is provided.
  • step S204 (FIG. 6) described above, the filter processing performed by the filter processing circuit 205 is changed to one of the three types of filter characteristics described above according to the amount of displacement measured in step S203.
  • step S205 the detection processing circuit 207 (main circuit 20) reads the time-series filter output values (for example, FIG. 9(b)) of each channel in the data area Hm, and executes marker detection processing (S206). For example, the detection processing circuit 207 selects the channel with the largest fluctuation width among the channels of the time-series filter output values. Then, the detection processing circuit 207 performs threshold processing, for example, on the time-series filter output values of the selected channel, ie, the changes illustrated in FIG. 9B. According to threshold processing, it is possible to relatively easily detect peaks that appear periodically each time the magnetic marker 10 is passed, for example, from the time-series changes in the filter values shown in FIG. 9B.
  • threshold processing it is possible to relatively easily detect peaks that appear periodically each time the magnetic marker 10 is passed, for example, from the time-series changes in the filter values shown in FIG. 9B.
  • the detection processing circuit 207 selects the data of each channel at the time when the magnetic marker 10 is detected from among the time-series data of the magnetic gradient in the vehicle width direction stored in the data area Mm (see FIG. 3). 8, read out the data that constitutes the distribution waveform at point p4. Then, the detection processing circuit 207 identifies the position of the peak value in the vehicle width direction in the data forming the distribution waveform.
  • the position of this peak value in the vehicle width direction is the position directly above the magnetic marker 10 in the vehicle width direction when the sensor unit 1 passes the magnetic marker 10 . Therefore, based on the position of this peak value, it is possible to identify the amount of lateral displacement of the vehicle 5 with respect to the magnetic marker 10 .
  • the magnetic marker 10 has been detected and the amount of lateral deviation with respect to the detected magnetic marker 10 are output from the main circuit 20 as a result of the marker detection processing.
  • the result of the marker detection process is input to the vehicle ECU 30 as described above and used for lane keeping control and the like.
  • the sensor unit 1 in the vehicle system 1 of this example includes a non-contact displacement sensor in addition to the magnetic sensor.
  • This sensor unit 1 can measure the amount of displacement of the vehicle 5 relative to the road surface 100S on which the magnetic markers 10 are arranged.
  • the non-contact displacement sensor 15 in this example is a sensor that measures the displacement of the vehicle 5.
  • the non-contact displacement sensor 15 shifts the temporally preceding image among the temporally continuous images, superimposes it on the temporally subsequent image, and measures the displacement by examining the degree of coincidence. Instead of shifting the entire image, it is also possible to divide the image into regions and shift each region to examine the degree of matching. Further, in the non-contact displacement sensor 15 of this example, only translational movement without rotation is assumed between temporally continuous images. In addition to translation, it is also good to examine rotation. In this case, it becomes possible to measure changes in the orientation of the vehicle.
  • the filter characteristics of the filter processing forming part of the marker detection processing are changed according to the amount of displacement of the vehicle 5 .
  • the filter characteristics according to the displacement amount of the vehicle 5 it is possible to apply appropriate filtering according to the vehicle speed and improve the detection reliability of the magnetic marker 10 .
  • the sensor unit 1 is provided with a separate main circuit 20 for executing filter processing and marker detection processing.
  • a sensor unit in which the main circuit 20 is integrated may be employed.
  • it may be a sensor unit in which the data area Mm of the main circuit 20 and the filter processing circuit 205 are integrally incorporated. The sensor signal in this case becomes the filter output value for each channel.
  • stepless filter characteristics may be set according to the amount of displacement of the vehicle 5 or the vehicle speed. In this case, more appropriate filter processing can be executed according to the amount of displacement of the vehicle 5 or the like.
  • the filtering process executed by the filtering circuit 205 of this example is a high-pass filter that passes high frequency components and cuts off low frequency components.
  • the filter processing it is also possible to lower the cutoff frequency that cuts off low frequencies, or to set the cutoff characteristics of the filter loosely. If the cutoff characteristic is gentle, the degree of freedom in filter design increases, and there is a possibility that the computational load required for filter processing can be reduced.
  • a band-pass filter is provided that passes frequency components in a range corresponding to magnetic changes when passing through the magnetic marker 10 and cuts off frequency components higher and lower than that range. can be
  • the detection processing of this example includes filtering processing for the signal representing the temporal change in the calculated difference value (time-series data of the magnetic gradient in the vehicle width direction).
  • this difference calculation value is an example of a magnetic measurement value by a magnetic sensor or a calculation value based on the magnetic measurement value.
  • the filtering process may be a filtering process for a signal representing a temporal change in the magnetic measurement value of the magnetic sensor. Filtering may be performed on a signal that represents a spatial change in the calculated difference value.
  • the spatial change for example, a change according to the position of the vehicle 5 in the direction of travel can be considered.
  • the magnetic sensor may perform magnetic measurement.
  • sequence data is data representing spatial changes.
  • the magnetic sensor performs magnetic measurement in a sufficiently fast cycle, it is also possible to make the capture cycle of the sensor signal on the main circuit 20 side different from the measurement cycle.
  • the main circuit 20 may be configured to receive a sensor signal from the sensor unit 1 each time the vehicle 5 moves a predetermined distance.
  • the magnetic sensor Cn that has sensitivity in the vehicle width direction is used, but a magnetic sensor that has sensitivity in the direction of travel may be used, or a magnetic sensor that has sensitivity in the vertical direction may be used.
  • a magnetic sensor having sensitivity in two axial directions of the vehicle width direction and the traveling direction or two axial directions of the traveling direction and the vertical direction may be adopted.
  • a magnetic sensor sensitive to the direction may be employed.
  • a magnetic sensor with sensitivity along multiple axes can be used to measure the magnitude of the magnetic field as well as the direction of magnetic action and generate a magnetic vector. It is also possible to distinguish between the magnetism of the magnetic marker 10 and the disturbance magnetism by using the difference of the magnetic vectors and the rate of change of the difference in the traveling direction.
  • it is also possible to remove disturbance magnetism by applying spatial filtering to magnetic changes in a two-dimensional space defined by the traveling direction (time direction) and the vehicle width direction of the vehicle.
  • a spatial filter may be applied to magnetic changes in a two-dimensional space defined by the vehicle width direction and the vertical direction.
  • a spatio-temporal filter may be applied to remove disturbance magnetism in the magnetic change in the spatio-temporal domain obtained by combining the travel direction (time direction) of the vehicle with respect to this two-dimensional space.
  • the sensor unit 1 in which the magnetic sensors are arranged in a straight line is exemplified, but a sensor unit having only one magnetic sensor is also conceivable.
  • the configuration in which one non-contact displacement sensor is incorporated in the sensor unit in which the magnetic sensors are arranged in a straight line is illustrated, but a plurality of non-contact displacement sensors may be incorporated.
  • one non-contact displacement sensor 15 may be incorporated at each end of the sensor unit 1 .
  • the non-contact displacement sensors 15 at both ends are arranged on a straight line along which the magnetic sensors are arranged, or on a straight line parallel to this straight line.
  • the two non-contact displacement sensors 15 arranged at both ends of the sensor unit 1 respectively measure the displacement, it becomes possible to measure the change in inclination of the sensor unit 1, that is, the rotation component. In this case, it is possible to measure not only the translational movement defined by the displacement amount and the displacement direction, but also the displacement accompanying rotation. If the displacement of the sensor unit 1 can be measured with high accuracy in this way, the displacement of each magnetic sensor that constitutes the sensor unit 1 can be specified individually. Alternatively, a non-contact displacement sensor may be provided individually corresponding to each magnetic sensor so that the displacement of each magnetic sensor can be specified.
  • the filter characteristics can be changed for each channel.
  • the channel in this example corresponds to the differential circuit Gm, but if the differential circuit Gm is omitted, a channel may be provided for each magnetic sensor and the filter characteristics may be changed for each channel. good.
  • a sensor unit in which magnetic sensors are two-dimensionally arranged may be adopted.
  • the number of non-contact displacement sensors incorporated in the sensor unit may be one, but preferably two or more.
  • the displacement of the sensor unit can be specified with high accuracy
  • the displacement of each magnetic sensor can be specified with high accuracy, so that more appropriate processing can be applied to the data derived from each magnetic sensor.
  • the magnetic gradient in the vehicle width direction is generated by difference calculation for the magnetic sensors Cn arranged in the vehicle width direction.
  • the filter characteristics of the filter processing circuit 205 are changed according to the amount of displacement, thereby switching the detection processing for detecting the magnetic marker. ing.
  • the detection process may be switched according to the displacement direction.
  • the meaning of "displacement" in descriptions such as the displacement of a vehicle that is a moving body, the displacement of a magnetic sensor, etc. includes the physical quantity for specifying the displacement, such as the amount of displacement and the direction of displacement.
  • the magnetic measurement and marker detection processing are executed at a constant time cycle of 3 kHz.
  • the magnetic measurement and marker detection processing may be executed each time the displacement detected by the non-contact displacement sensor reaches 5 cm.
  • the displacement measurement by the non-contact displacement sensor should be performed repeatedly at a sufficiently fast time cycle of 10 kHz, for example. It is preferable to set the cycle of the displacement measurement so that, for example, a vehicle traveling at high speed advances by 0.2 cm to 1 cm.
  • the changes illustrated in the right side of FIG. The change that occurs is not a temporal change but a positional change.
  • the positional change is the same regardless of whether the vehicle speed is high and the displacement measured by the non-contact displacement sensor is large, or whether the vehicle speed is low and the displacement measured by the non-contact displacement sensor is small. Therefore, if it is a positional change, it becomes less necessary to switch the filter characteristics according to the amount of displacement measured by the non-contact displacement sensor.
  • the distinction between driving on an expressway and driving on a general road may be made, for example, based on the identification result of the road on which the map matching function of the navigation system is running. You may distinguish according to quantity (namely, vehicle speed) or a driving pattern.

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Abstract

車両システム（１Ｓ）は、磁気マーカを検出するための磁気センサ（Ｃｎ）と共に、磁気マーカが配設された路面に相対する変位を計測する非接触変位センサ（１５）を備えるセンサユニット（１）と、複数の磁気センサ（Ｃｎ）による磁気計測値に処理を施して磁気マーカを検出するための検出処理を実行する処理回路と、非接触変位センサ（１５）による変位計測値に応じて検出処理を切り替える切替回路（１０３）と、を備えており、非接触変位センサ（１５）による変位計測値に応じて検出処理を切り替えることで磁気マーカを確実性高く検出可能である。

Description

センサユニット及びシステム
　本発明は、磁気マーカを検出するためのセンサユニット及びシステムに関する。
　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車両用の磁気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。）。このような磁気マーカ検出システムは、道路に敷設された磁気マーカと、磁気センサを含む車両側の磁気マーカ検出装置と、の組み合わせにより実現されている。例えば、道路に車線に沿って敷設された磁気マーカを車両側で検出できれば、自動操舵制御や車線逸脱警報等、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、前記従来の磁気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、磁気センサに作用する外乱磁気に起因し、磁気マーカの検出確実性が損なわれるおそれが生じるという問題がある。例えば道路を形成するＲＣ構造の橋やトンネルなどでは、構造的な強度を確保するための鉄製の補強プレートや鉄筋等が内部に張り巡らされている。鉄は磁性材料であるので、橋やトンネル等の構造物が大きな磁気発生源となる可能性がある。鉄筋等の鉄材料の残留磁化は磁石に比べてごくわずかである一方、橋やトンネル等の巨大な体積に起因して地磁気を上回る磁気が発生したり、これらの構造物がヨークのように地磁気を集磁して比較的大きな磁界が発生することがある。例えば橋やトンネルなど道路に存在する様々な磁気発生源の磁界は、磁気マーカの検出確実性を低下させる要因のひとつとなっている。
　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、磁気マーカを確実性高く検出するために役立つセンサユニット及びシステムを提供しようとするものである。
　本発明の一態様は、磁気マーカを検出するために移動体に取り付けられるセンサユニットであって、
　前記磁気マーカから作用する磁気を計測する１又は複数の磁気センサと、
　前記磁気マーカが配設された表面に相対する変位を計測する１又は複数の非接触変位センサと、を備えるセンサユニットにある。
　本発明の一態様は、移動体が磁気マーカを検出するためのシステムであって、
　前記磁気マーカから作用する磁気を計測する１又は複数の磁気センサと、
　前記磁気マーカが配設された表面に相対する変位を計測する１又は複数の非接触変位センサと、を備えるセンサユニットが、前記移動体に取り付けられているシステムにある。
　本発明は、磁気センサに加えて、非接触変位センサが組み込まれたセンサユニットに技術的特徴のひとつを有している。このセンサユニットによれば、磁気マーカから生じる磁気を計測できると共に、磁気マーカが配設された表面に相対する変位を、非接触変位センサを用いて計測できる。
　本発明の構成では、磁気マーカを検出する際、磁気マーカが配設された表面に相対する変位の計測結果を利用できる。磁気マーカが配設された表面に相対する変位の計測結果は、磁気マーカ以外に由来する外乱磁気を排除するために有効であり、磁気マーカを検出する際の検出確実性の向上に役立つ。
センサユニットを取り付けた車両の正面図。 磁気マーカが敷設された車線を車両が走行する様子を示す説明図。 センサユニット及び主回路の構成を示すブロック図。 非接触変位センサによる変位計測の流れを示すフロー図。 前回画像と最新画像とを比較する様子を示す説明図。 マーカ検出処理の流れを示すフロー図。 磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気の分布波形の経時変化を示す説明図。 磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気勾配の分布波形の経時変化を示す説明図。 フィルタ処理の説明図。 他のセンサユニットを示すブロック図。
　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、道路に敷設された磁気マーカ１０を検出する車載用のセンサユニット１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。
　本例では、磁気マーカ１０を利用して車両５の運転支援制御を実現する車両システム１Ｓ（図１及び図２）を例示する。センサユニット１を備える車両５は、磁気マーカ１０が配設された道路を走行している最中に、磁気マーカ１０を検出可能である。例えば、磁気マーカ１０は、道路上の車両の走行領域である車線１００の中央に沿って配設されている。車両システム１Ｓは、車線１００に沿って配設された磁気マーカ１０を利用し、例えば車線維持制御などの運転支援制御を実現するシステムの一例である。
　車両システム１Ｓを構成する車両５は、移動体の一例をなしている。この車両５は、磁気マーカ１０を検出するためのセンサユニット１、マーカ検出処理等を実行する主回路２０、運転支援制御を実行する車両ＥＣＵ３０、等を備えている。以下、磁気マーカ１０について説明した後、車両システム１Ｓの構成及び動作を説明する。
　磁気マーカ１０は、直径１００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの扁平なシート状の磁石である。磁気マーカ１０は、例えば、道路の路面１００Ｓに接着等による接合が可能である。個片状をなす磁気マーカ１０は、例えば、車線１００の中央に沿って２ｍ間隔で配設される。ここで、路面１００Ｓは、磁気マーカ１０が配設された表面の一例である。磁気マーカとしては、本例のシート状に代えて、例えば直径２８ｍｍ、高さ２０ｍｍの柱状の磁気マーカを採用することも良い。柱状の磁気マーカの場合、例えば、路面１００Ｓに穿設された孔に収容された状態で配設すると良い。この柱状の磁気マーカが埋設された路面１００Ｓも、磁気マーカが配設された表面の一例である。
　センサユニット１は、図３のごとく、１５個の磁気センサＣｎ（ｎは１～１５の整数。）と、差分回路Ｇｍ（ｍは１～１４の整数。）と、路面１００Ｓに相対する変位量を計測する非接触変位センサ１５と、が組み込まれて一体化された車載ユニットである。センサユニット１は、入力ポート及び出力ポートを備えている。入力ポートとしては、少なくとも、主回路２０が制御信号を入力するための入力ポートがある。出力ポートとしては、少なくとも、次の２種類がある。第１の出力ポートは、各磁気センサＣｎによる磁気計測値に前処理（差分演算）を施したセンサ信号（以下、磁気信号という）を出力する１４チャンネルの出力ポートである。第２の出力ポートは、非接触変位センサ１５のセンサ信号（以下、変位信号という。）の出力ポートである。
　センサユニット１では、１０ｃｍの等間隔で１５個の磁気センサＣｎが一直線上に配列されている。これによりセンサユニット１は、全体として細長い棒状を呈している。センサユニット１は、例えば、車両５のフロントバンパーの内側において、車幅方向に沿って取り付けられる。例示する車両５では、路面１００Ｓを基準としたセンサユニット１の取付け高さが２００ｍｍとなっている。
　磁気センサＣｎは、公知のＭＩ効果（Magneto Impedance Effect）を利用して磁気を検出する高感度のＭＩセンサである。ＭＩ効果は、例えば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電磁気的な効果である。ＭＩセンサは、感磁体であるアモルファスワイヤの軸方向（長手方向）に検出感度を有する。
　棒状のセンサユニット１では、長手方向に沿って磁気センサＣｎが配列されている。各磁気センサＣｎは、アモルファスワイヤの軸方向が、センサユニット１の長手方向に一致するように組み込まれている。上記のごとくセンサユニット１は、車幅方向に沿って取り付けられる。そのため、センサユニット１の各磁気センサＣｎのアモルファスワイヤの軸方向は、車幅方向に沿うことになる。磁気センサＣｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ｍＴ（ミリテスラ）であって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２μＴという高感度のセンサである。さらに、この磁気センサＣｎは、３ｋＨｚでの速い周期での磁気計測が可能で、車両の高速走行にも対応している。なお、本例のセンサユニット１では、磁気センサＣ１が車両５の左側（右ハンドル車の助手席側）に位置するように車両５に取り付けられている。
　差分回路Ｇｍは、２つの磁気センサによる磁気計測値の差分演算を、前処理として実行する回路である。差分回路Ｇｍは、１５個の磁気センサＣｎのうちの隣り合う２つの磁気センサの組合せである１４組に対応して個別に設けられている。差分回路Ｇｍによれば、磁気センサの配列方向（車幅方向に相当。）の磁気勾配を算出できる。差分回路Ｇｍによる差分演算値（車幅方向の磁気勾配）は、磁気信号としてセンサユニット１から出力される。なお、センサユニット１は、差分回路Ｇｍの差分演算値を同時に出力できるよう、図示しない１４チャンネルの出力ポートを備えている。なお、差分回路Ｇｍは、磁気センサＣｎによる磁気計測値を取得するサンプリング回路としての機能を備えている。サンプリング回路としての差分回路Ｇｍは、磁気センサＣｎが磁気計測を実行する３ｋＨｚの周期で、磁気計測値を取得する。
　非接触変位センサ１５は、路面１００Ｓに相対する変位を検出するセンサである。非接触変位センサ１５は、例えば、センサユニット１において中央に位置する磁気センサＣ８に対して隣り合わせで配設されている。本例の構成では、磁気センサＣ７と磁気センサＣ８との間隙に当たる位置に、非接触変位センサ１５が配設されている。
　非接触変位センサ１５は、青色レーザ光の光源素子１５１と、路面１００Ｓを撮像する撮像素子１５３と、撮像画像を処理する変位計測回路１５０と、を備えている。光源素子１５１は、路面１００Ｓ上のある程度の広さの領域に青色レーザ光を照射する素子である。撮像素子１５３は、光源素子１５１による照射領域を撮像するカメラである。撮像素子１５３は、光源素子１５１の発光動作に同期して撮像動作を実行するように制御される。
　変位計測回路１５０は、時間的に連続して撮像された連続画像について変位計測を実行する回路である。変位計測回路１５０は、時間的に先行する画像をずらしながら、時間的に後の画像に重ね合わせ、一致度合いを調べる。そして、変位計測回路１５０は、時間的に先行する画像が後の画像に最も一致するずらし量を特定することで、車両５の変位を計測する。このように計測された変位（変位量や変位方向などの変位計測値）は、非接触変位センサ１５から変位信号として出力される。なお、変位計測の具体的な内容については、後で詳しく説明する。
　車両システム１Ｓは、上記のごとく、車線維持制御などの運転支援制御を実現するためのシステムである。車両システム１は、上記のセンサユニット１のほか、マーカ検出処理を実行する主回路２０や、ステアリングアクチュエータを制御する車両ＥＣＵ３０、などを含めて構成されている。なお、車両システム１では、センサユニット１の差分回路Ｇｍ及び主回路２０により、磁気マーカ１０の検出処理を実行する処理回路が構成されている。
　主回路２０によるマーカ検出処理の結果は、主回路２０から出力されて車両ＥＣＵ３０に入力される。詳しくは後述するが、マーカ検出処理の結果には、検出された磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量が含まれている。車両ＥＣＵ３０は、この横ずれ量をゼロに近づけるよう、ステアリングアクチュエータを制御して操舵角を調節する。
　主回路２０（図３）は、センサユニット１を制御すると共にマーカ検出処理を実行する回路である。主回路２０は、各種の演算を実行するＣＰＵ（central processing unit）やＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ素子などが実装された電子基板（図示略）を備えている。
　主回路２０は、センサユニット１との間の入出力ポートを備えている。入力ポートとしては、１４チャンネルの前記磁気信号の入力ポートや、前記変位信号の入力ポート、等がある。出力ポートとしては、センサユニット１に対する制御信号の出力ポートや、マーカ検出処理の結果の出力ポート、等がある。
　主回路２０は、時系列データを格納するためのデータエリアＭ１～Ｍ１４（適宜Ｍｍと記載）及びデータエリアＨ１～Ｈ１４（適宜Ｈｍと記載）、演算処理を実行するフィルタ処理回路２０５及び検出処理回路２０７、を備えている。さらに、主回路２０は、磁気マーカ１０を検出するための検出処理を切り替える切替回路２０３を備えている。
　データエリアＭｍは、センサユニット１がセンサ信号として出力する１４チャンネルの磁気信号が表すデータ（車幅方向の磁気勾配）を記憶（保存）する格納エリアである。データエリアＨｍは、フィルタ処理回路２０５によるフィルタ出力値を記憶する格納エリアである。
　フィルタ処理回路２０５は、データエリアＭｍに格納された時系列データについてフィルタ処理を施す回路である。検出処理回路２０７は、データエリアＨｍに格納された時系列データ（フィルタ出力値）についてマーカ検出処理を施す回路である。フィルタ処理回路２０５及び検出処理回路２０７は、磁気マーカ１０の検出処理を実行する処理回路を構成している。フィルタ処理回路２０５によるフィルタ処理、検出処理回路２０７によるマーカ検出処理は、磁気マーカ１０を検出するための検出処理を構成している。上記の切替回路２０３は、フィルタ処理回路２０５のフィルタ特性を変更することで、磁気マーカ１０を検出するための検出処理を切り替える。
　フィルタ処理回路２０５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。フィルタ処理回路２０５は、上記の通り、各チャンネルのフィルタ出力値を順次、データエリアＨｍに格納する。このフィルタ処理回路２０５では、複数種類のフィルタ特性が設けられ、上記の切替回路２０３により、いずれかのフィルタ特性に変更される。なお、詳しくは後述するが、切替回路２０３は、非接触変位センサ１５による変位計測値に応じて、フィルタ処理回路２０５におけるフィルタ特性を変更する。
　検出処理回路２０７は、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回路である。マーカ検出処理は、データエリアＨｍに格納された時系列のフィルタ出力値に基づいて実行される。このマーカ検出処理には、検出された磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量を計測する処理が含まれている。
　次に、センサユニット１による（１）変位計測、及びセンサユニット１及び主回路２０による（２）マーカ検出処理、の内容について順番に説明する。
（１）変位計測
　非接触変位センサ１５を構成する変位計測回路１５０の動作を主体として、変位計測の内容を図４及び図５を参照して説明する。図４は、変位計測の流れを示すフロー図である。図５は、前回画像と最新画像とを比較する様子の説明図である。
　変位計測回路１５０は、発光動作と撮像動作とが同期して実行されるよう、光源素子１５１と撮像素子１５３とを制御する。なお、撮像動作等は、例えば３ｋＨｚの周波数で実行される。撮像素子１５３は、光源素子１５１による路面１００Ｓ上の照射領域を撮像する（Ｓ１０１）。なお、光源素子１５１は、路面１００Ｓをブロードに照射するように構成されている。
　変位計測回路１５０は、前回の処理ループで取得され後述するステップＳ１０４で記憶された前回の撮像画像（前回画像）と、直前のステップＳ１０１で取得された最新の撮像画像（最新画像）と、の比較を実行する（Ｓ１０２）。具体的には、変位計測回路１５０は、図５のように、前回画像をｘ方向、ｙ方向にずらしながら最新画像との相関（一致度合い）を調べる。
　変位計測回路１５０は、前回画像をずらした位置毎に、最新画像との相関係数を求め、前回画像をずらした位置のうち、相関係数が最も大きくなる位置を特定する。このように変位計測回路１５０は、前回画像をずらした位置を特定することにより、撮像面における変位量及び変位方向（変位計測値）を特定する（Ｓ１０３）。ここで、変位量は、ｘ方向のずらし量とｙ方向のずらし量とで規定されるベクトルの長さである。変位方向は、このベクトルの向きである。
　変位計測回路１５０は、上記のように変位量及び変位方向を特定すると、上記のステップＳ１０１で取得された最新画像を前回画像として記憶し保存する（Ｓ１０４）。このように最新画像を記憶し保存すれば、次回の処理ループにて、前回画像として参照できるようになる。また、変位計測回路１５０は、上記のステップＳ１０３で特定された変位量及び変位方向を表す変位信号を出力し（Ｓ１０５）、主回路２０に入力する。
（２）マーカ検出処理
　マーカ検出処理は、センサユニット１及び主回路２０の協調動作により３ｋＨｚの周波数で繰り返し実行される処理である。このマーカ検出処理の内容について、図６のフロー図を参照しながら説明する。
　主回路２０による制御に応じてセンサユニット１は、３ｋＨｚの周波数で磁気検出を実行する（Ｓ２０１）。上記の通り、各磁気センサＣｎでは、感磁体であるアモルファスワイヤ（図示略）が車幅方向に沿って配設されている。磁気マーカ１０が車幅方向に作用する磁気は磁気マーカ１０の外側に向かう。そのため、各磁気センサＣｎに作用する車幅方向の磁気方向は、磁気マーカ１０の左側か右側かで逆向きになる。
　図７は、センサユニット１を構成する各磁気センサＣｎによる磁気計測値（車幅方向の磁気強度）の車幅方向の磁気の分布波形の時間的変化を例示している。同図では、左上の位置ｐ１から右下の位置ｐ７に向かって車両５の進行方向（時間方向）が規定されている。位置ｐ４が、磁気マーカ１０の真上に当たる位置となっている。位置ｐ１→ｐ４が磁気マーカ１０に近づく区間、位置ｐ４→ｐ７が磁気マーカ１０から遠ざかる区間となっている。
　図７中の各位置における車幅方向の磁気の分布波形は、振幅の違いはあるが、いずれも車幅方向における磁気マーカ１０の位置に対応してゼロクロスＺｃが生じ、そのゼロクロスＺｃの両側で正負が逆の互い違いのふた山の波形となっている。車両５が磁気マーカ１０を通過する際には、車両５が磁気マーカ１０に接近するに従ってふた山の分布波形の振幅が次第に大きくなり、磁気マーカ１０の真上に当たる位置ｐ４で最大振幅となる。その後、車両５が磁気マーカ１０から遠ざかるに従ってふた山の分布波形の振幅が次第に小さくなっている。　
　センサユニット１では、各磁気センサＣｎの磁気計測値が直ちに差分回路Ｇｍ（図３）に入力される。例えば、差分回路Ｇ１には、磁気センサＣ１及びＣ２の磁気計測値が入力され、Ｃ２の磁気計測値からＣ１の磁気計測値を引き算する差分演算が実行される（Ｓ２０２）。差分回路Ｇｍは、磁気センサＣ（ｍ＋１）の磁気計測値から磁気センサＣｍ（ｍは１～１４の自然数）の磁気計測値を差し引く差分演算を実行する。
　差分回路Ｇｍの差分演算値は、センサユニット１において隣り合う２つの磁気センサＣｎの磁気計測値の差分であり、車幅方向の磁気勾配を示している。車幅方向の磁気勾配の分布波形は、図８中の位置ｐ１～ｐ７の各グラフに例示するように、高い山の両側に、高い山とは正負が逆の小さな山が隣接する波形となる。
　図６中のステップＳ２０２の差分演算は、各磁気センサＣｎに対して一様に作用するコモン磁気ノイズの除去に有効である。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ている。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は磁界が一様に近づき、各磁気センサＣｎに作用する磁気が一様に近くなっている。上記のステップＳ２０２の差分演算は、このように各磁気センサＣｎに一様に近く作用する磁気の除去にも効果的である。
　差分回路Ｇｍによる各差分演算値（磁気計測値に基づく演算値の一例）は、センサユニット１による１４チャンネルのセンサ信号として一斉に出力される。主回路２０では、このセンサ信号に基づくチャンネル毎の時系列データがデータエリアＭｍ（図３）に格納される。主回路２０は、新たなセンサ信号を取得したとき、データエリアＭｍの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る。そして、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。データエリアＭｍによるこのような記憶動作により、データエリアＭｍの各チャンネルには、それぞれ、過去の所定期間に亘る時系列の差分演算値（車幅方向の磁気勾配）のデータが記憶される。
　データエリアＭｍの時系列の差分演算値（車幅方向の磁気勾配）のデータは、図８のごとく、車両５が磁気マーカ１０に近づくに従って振幅が大きくなっている。そして、位置ｐ４で最大振幅となり、磁気マーカ１０から遠ざかるに従って振幅が小さくなるひと山の分布となる。例えば図８の紙面上の右側の斜めのグラフは、各位置ｐ１～ｐ７における車幅方向の磁気勾配のピーク値の時間的な変化のグラフである。このグラフでは、同図中の右斜め下に向かう軸に進行方向（時間方向）が規定され、直交する軸に車幅方向の磁気勾配が規定されている。
　また、センサユニット１は、図６中のステップＳ２０３において、非接触変位センサ１５を利用して図４及び図５を参照して説明した上記の変位計測を実行する。変位計測の結果（変位量及び変位方向）は、変位信号として主回路２０に入力される。この変位信号は、路面１００Ｓに相対する非接触変位センサ１５の変位、すなわち路面１００Ｓに相対する車両５の変位を表す信号である。
　主回路２０は、センサユニット１から変位信号を取り込むと、フィルタ処理回路２０５のフィルタ特性を、変位信号に含まれる変位量に応じたフィルタ特性に変更する（Ｓ２０４）。上記のごとく、フィルタ処理回路２０５では、複数種類のフィルタ特性が予め設定されている。主回路２０は、後述する通り、複数種類のフィルタ特性のうちのいずれかを上記の変位量に応じて選択する。
　主回路２０は、データエリアＭｍ（ｍは１～１４の整数。）に格納された１４チャンネルの車幅方向の磁気勾配の時系列データを、フィルタ処理回路２０５に入力し、チャンネル毎のフィルタ処理を実行する（Ｓ２０５）。このフィルタ処理は、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である。フィルタ処理回路２０５は、データエリアＭｍの時系列データに対するＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタの畳み込み演算によりフィルタ出力値を演算し、データエリアＨｍ（図３）に格納する。
　ここで、フィルタ処理回路２０５が実行するフィルタ処理の内容及び効果について説明する。上記の通り、例えば橋やトンネルなどの大きな磁気発生源の場合、図６中のステップＳ２０２の差分演算が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、磁界の回り込みにより緩やかな磁気勾配が生じる。上記のＳ２０２の差分演算は、一様な磁気を除去するものであり、磁気勾配を除去することは困難である。
　橋などの大きい磁気発生源と、磁気マーカ１０などの小さな磁気発生源と、を比較した場合、磁極間の距離が異なっており、これにより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いので、磁気勾配の変化は緩やかであり、周波数が低くなる。一方、磁気マーカ１０という小さな磁気発生源では、極間の距離が短いので、磁気勾配の変化が急激となって変化率が大きくなり、周波数が高くなる。低周波成分を遮断するフィルタ処理によれば、大きな磁気発生源に由来する変化が緩やかで変化率の小さい磁気勾配を除去できる。
　例えば、いずれか１つの磁気マーカを通過する際、ステップＳ２０２の差分演算による車幅方向の磁気勾配は、図８の紙面上の右側の斜めのグラフのように変化する。例えば車線１００に沿って車両５が進行するとき、理想的には、磁気マーカ１０を通過する毎にピークが生じるはずである。しかしながら、実際の道路環境には例えば橋やトンネル等の磁気発生源が存在しているため、磁気マーカ１０を通過する毎にピークが周期的に現れる理想的な変化が得られず、図９（ａ）のように外乱磁気の影響を受けた変化になってしまう可能性が高い。
　フィルタ処理回路２０５によるフィルタ処理は、このような車幅方向の磁気勾配の変化（図９（ａ））について低周波成分を遮断する処理である。このフィルタ処理によれば、同図（ａ）の車幅方向の磁気勾配の変化を、同図（ｂ）のように上記のピークが周期的に現れる理想的な変化に近づけることができる。
　ここで、フィルタ処理回路２０５で設定される複数種類のフィルタ特性、及びフィルタ特性の設定方法（変更方法、選択方法）を説明する。フィルタ処理回路２０５によるフィルタ処理の対象は、例えば図９の車幅方向の磁気勾配の時間的な変化を表す時系列データである。このフィルタ処理の目的は、上記のごとく、橋やトンネル等の大きな磁気発生源の磁極となる端部で生じる磁気勾配の影響を除去し、磁気マーカ１０の周囲の磁気勾配を顕著にすることにある。
　例えば、車速が高くなれば、橋やトンネル等の大きな磁気発生源の磁極となる端部付近のエリアを通り過ぎるに要する時間が短くなる。逆に、車速が低くなれば、このエリアを通り過ぎるのに要する時間が長くなる。それ故、図９の車幅方向の磁気勾配の時間的変化は、車速が高くなるほど周波数が高くなり、車速が低くなるほど周波数が低くなる。
　低周波成分を除去するフィルタ処理を実行するフィルタ処理回路２０５では、カットオフ周波数が異なる複数種類のフィルタ特性が設定されている。フィルタ処理回路２０５は、車速に応じてフィルタ特性の変更が可能である。フィルタ特性としては、高速走行に対応する高いカットオフ周波数のフィルタ特性と、低速走行に対応する低いカットオフ周波数のフィルタ特性と、中速走行に対応する中間的なカットオフ周波数のフィルタ特性と、が設けられている。上記のステップＳ２０４（図６）では、ステップＳ２０３で計測された変位量に応じて、フィルタ処理回路２０５が実行するフィルタ処理が、上記の３種類のフィルタ特性のうちのいずれかに変更される。
　検出処理回路２０７（主回路２０）は、ステップＳ２０５において、データエリアＨｍの各チャンネルの時系列のフィルタ出力値（例えば図９（ｂ））を読み出し、マーカ検出処理を実行する（Ｓ２０６）。例えば、検出処理回路２０７は、時系列のフィルタ出力値のチャンネルのうち、変動幅が最も大きいチャンネルを選択する。そして、検出処理回路２０７は、選択したチャンネルの時系列のフィルタ出力値、すなわち図９（ｂ）に例示するような変化に対して、例えば閾値処理を施す。閾値処理によれば、例えば図９（ｂ）の時系列のフィルタ値の変化から、磁気マーカ１０を通過する毎に周期的に現れるピークを比較的容易に検出できる。
　さらに、検出処理回路２０７は、データエリアＭｍ（図３参照。）に格納された車幅方向の磁気勾配の時系列データのうち、磁気マーカ１０が検出された時点の各チャンネルのデータ、すなわち図８における時点ｐ４の分布波形を構成するデータを読み出す。そして、検出処理回路２０７は、この分布波形を構成するデータのうちのピーク値の車幅方向の位置を特定する。車幅方向におけるこのピーク値の位置は、センサユニット１が磁気マーカ１０を通過する際の車幅方向における磁気マーカ１０の真上の位置である。したがって、このピーク値の位置に基づけば、磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量を特定可能である。なお、磁気マーカ１０を検出した旨、及び検出された磁気マーカ１０に対する横ずれ量は、マーカ検出処理の結果として主回路２０から出力される。マーカ検出処理の結果は、上記のごとく車両ＥＣＵ３０に入力され、車線維持制御等に利用される。
　以上のように本例の車両システム１におけるセンサユニット１は、磁気センサのほか、非接触変位センサを備えている。このセンサユニット１によれば、磁気マーカ１０が配設された路面１００Ｓに相対する車両５の変位量を計測可能である。
　本例における非接触変位センサ１５は、車両５の変位を計測するセンサである。非接触変位センサ１５は、時間的に連続する画像のうち時間的に先行する画像をずらしながら、時間的に後の画像に重ね合わせ、一致度合いを調べることで、変位を計測する。画像全体をずらすのではなく、画像を領域に分割し、領域毎にずらして一致度合いを調べることも良い。また、本例の非接触変位センサ１５では、時間的に連続する画像間において、回転を伴わない並進移動のみを想定している。並進移動に加えて、回転を調べることも良い。この場合には、車両の向きの変化を計測できるようになる。
　本例の車両システム１では、車両５の変位量に応じて、マーカ検出処理の一部をなすフィルタ処理のフィルタ特性が変更される。このように車両５の変位量に応じてフィルタ特性を変更すれば、車速に応じて適切なフィルタ処理を適用でき、磁気マーカ１０の検出確実性を向上できる。
　本例では、センサユニット１に対して、フィルタ処理やマーカ検出処理を実行する主回路２０を別体にて設けた例である。これに代えて、主回路２０が一体的に組み込まれたセンサユニットを採用することも良い。あるいは、主回路２０のうちのデータエリアＭｍ及びフィルタ処理回路２０５が一体的に組み込まれたセンサユニットであっても良い。この場合のセンサ信号は、チャンネル毎のフィルタ出力値となる。
　また、本例では、３種類のフィルタ特性がフィルタ処理回路２０５に設定されている。これに代えて、車両５の変位量あるいは車速に応じて、無段階のフィルタ特性を設定することも良い。この場合には、車両５の変位量等に応じて、一層適切なフィルタ処理を実行できるようになる。
　本例のフィルタ処理回路２０５が実行するフィルタ処理は、高周波成分を通過させ、低周波成分を遮断するハイパスフィルタである。このフィルタ処理について、低周波を遮断するカットオフ周波数を低くしたり、フィルタのカットオフ特性を緩やかに設定することも良い。カットオフ特性が緩やかであればフィルタの設計自由度が高くなると共に、フィルタ処理に要する計算負荷を少なくできる可能性がある。また、ハイパスフィルタに代えて、磁気マーカ１０を通過する際の磁気的な変化に対応する範囲の周波数成分を通過させ、その範囲よりも高い周波数成分および低い周波数成分を遮断するバンドパスフィルタであっても良い。
　本例の検出処理には、差分演算値の時間的な変化を表す信号（車幅方向の磁気勾配の時系列データ）に対するフィルタ処理が含まれる。ここで、この差分演算値は、磁気センサによる磁気計測値あるいは該磁気計測値に基づく演算値の一例である。フィルタ処理としては、磁気センサによる磁気計測値の時間的な変化を表す信号に対するフィルタ処理であっても良い。差分演算値の空間的な変化を表す信号に対するフィルタ処理であっても良い。空間的な変化としては、例えば、車両５の進行方向の位置に応じた変化等が考えられる。
　磁気センサにより磁気計測値が取得された位置が一定の距離的な間隔を空けて配列され得るよう、磁気計測値を取得する時間的な間隔を変更することも良い。例えば、非接触変位センサが計測する変位量が、例えば１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍなどの所定の距離に達する毎に、磁気センサによる磁気計測が実行されるように構成すると良い。この場合には、車幅方向の磁気のデータなどについて、位置に応じて系列データを取得できる。この場合の系列データは、空間的な変化を表すデータとなる。磁気センサは十分に速い周期で磁気計測を実行する一方、主回路２０側のセンサ信号の取り込み周期を計測周期とは異ならせることも良い。例えば、車両５が所定距離を移動する毎に、センサユニット１からセンサ信号を取り込むように主回路２０を構成しても良い。
　本例では、車幅方向に感度を持つ磁気センサＣｎ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。
　車両の進行方向（時間方向）に関する１次元のフィルタ処理を例示している。これに代えて、あるいは加えて、車両の進行方向（時間方向）と車幅方向とにより規定される２次元空間における磁気的な変化について、空間フィルタ処理を施して外乱磁気を除去することも良い。車幅方向と鉛直方向により規定される２次元空間における磁気的な変化について、空間フィルタを適用することも良い。さらには、この２次元空間に対して車両の進行方向（時間方向）を組み合わせた時空間領域における磁気的な変化について、時空間フィルタを適用して外乱磁気を除去しても良い。
　なお、本例では、磁気センサが一直線上に配列されたセンサユニット１を例示したが、磁気センサを１つのみ備えるセンサユニットも考えられる。あるいは、本例では、磁気センサが一直線上に配列されたセンサユニットに、１つの非接触変位センサを組み込んだ構成を例示したが、複数の非接触変位センサを組み込むことも良い。例えば、図１０のごとく、センサユニット１の両端に、１つずつ非接触変位センサ１５を組み込むことも良い。両端の非接触変位センサ１５は、磁気センサが配列された一直線上、あるいは、この一直線と平行をなす直線上に配置される。
　センサユニット１の両端に配置された２つの非接触変位センサ１５が、それぞれ、変位を計測すれば、センサユニット１の傾きの変化、すなわち回転成分を計測できるようになる。この場合には、変位量及び変位方向によって規定される並進移動のみならず、回転を伴う変位を計測可能である。このようにセンサユニット１の変位を精度高く計測できれば、センサユニット１を構成する各磁気センサの変位を個別に特定できるようになる。あるいは、各磁気センサの変位を特定できるよう、各磁気センサに対応して個別に非接触変位センサを設けることも良い。各磁気センサの変位を特定できれば、例えば、車幅方向の磁気勾配の時系列データにフィルタ処理を適用する際、チャンネル毎にフィルタ特性を変更できる。なお、本例のチャンネルは、差分回路Ｇｍに対応するチャンネルであるが、差分回路Ｇｍを省略した構成であれば、磁気センサ毎にチャンネルを設けると共に、このチャンネル毎にフィルタ特性を変更することも良い。
　さらに、磁気センサが２次元的に配列されたセンサユニットを採用しても良い。この場合、センサユニットに組み込む非接触変位センサの数は、１つでも良いが、２つ以上の複数であることが好ましい。異なる位置に配置された２つの非接触変位センサによれば、センサユニットの変位量及び変位方向のみならず、センサユニットの回転を特定できる。センサユニットの変位を精度高く特定できれば、各磁気センサの変位を精度高く特定でき、これにより、各磁気センサに由来するデータについて、より適切な処理を適用できるようになる。本例では、車幅方向に配列された磁気センサＣｎについて、差分演算により車幅方向の磁気勾配を生成している。これに代えて、あるいは加えて、車両の進行方向に磁気センサＣｎを配列し、進行方向に配列された２つの磁気センサについて、差分演算により進行方向の磁気勾配を求めることも良い。
　本例では、非接触変位センサによる変位計測値のうちの変位量に着目し、変位量に応じてフィルタ処理回路２０５のフィルタ特性を変更し、これにより磁気マーカを検出するための検出処理を切り替えている。変位量に加えて、あるいは代えて変位方向に応じて検出処理を切り替えることも良い。さらに、磁気センサの回転成分を考慮に入れて、検出処理を切り替えることも良い。なお、移動体である車両の変位や磁気センサの変位、等の記述における「変位」の意味合いには、変位量や変位方向など、変位を特定するための物理量が含まれる。
　なお、本例の構成では、磁気計測及びマーカ検出処理が３ｋＨｚという一定の時間的な周期で実行される。時間的な周期に代えて、非接触変位センサが検出した変位が５ｃｍに達する毎に、磁気計測及びマーカ検出処理を実行することも良い。この場合、非接触変位センサによる変位計測は、例えば１０ｋＨｚという十分に速い時間的な周期で、繰り返し実行すると良い。変位計測の周期は、例えば、高速走行する車両が０．２ｃｍ～１ｃｍ進む程度の周期を設定するのが良い。
　このように車両が所定量（所定距離）、変位する毎に、磁気計測及びマーカ検出処理を実行する場合であれば、図８の紙面上の右側の図で例示する変化や、図９に例示する変化が、時間的な変化ではなく、位置的な変化となる。位置的な変化は、車速が高く非接触変位センサが計測する変位量が大きくても、車速が低く非接触変位センサが計測する変位量が小さくても、変わりがない。それ故、位置的な変化であれば、非接触変位センサが計測する変位量に応じてフィルタ特性を切り替える必要が少なくなる。
　一方、例えば、高速道路と、一般道路と、を比較した場合、一般的には、橋の大きさや、トンネルの規模など、大きさ的な仕様が異なっていることが多い。橋などの大きな磁気発生源となり得る構造物の大きさが違えば、磁極となる端部で生じる磁気勾配に違いが生じ得る。そこで、橋などの大きな磁気発生源の端部で生じ得る磁気勾配の影響を抑制するためのフィルタ処理の特性を、橋やトンネルなどの規模が大きい高速道路と、橋やトンネルなどの規模が小さい一般道路と、で切り替えることも良い。ここで、高速道路を走行中か、一般道路を走行中か、の区別は、例えば、ナビゲーションシステムのマップマッチング機能による走行中の道路の特定結果に基づいて区別しても良く、一定時間当りの変位量（すなわち車速）や走行パターンに応じて区別しても良い。
　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　センサユニット
　Ｃｎ　磁気センサ
　１Ｓ　車両システム（システム）
　１０　磁気マーカ
　１００Ｓ　路面（表面）
　１５　非接触変位センサ
　１５０　変位計測回路
　１５１　光源素子
　１５３　撮像素子
　２０　主回路
　２０３　切替回路
　２０５　フィルタ処理回路
　２０７　検出処理回路
　３０　車両ＥＣＵ
　５　車両

Claims (16)

  1. 　磁気マーカを検出するために移動体に取り付けられるセンサユニットであって、
    　前記磁気マーカから作用する磁気を計測する１又は複数の磁気センサと、
    　前記磁気マーカが配設された表面に相対する変位を計測する１又は複数の非接触変位センサと、を備えるセンサユニット。
  2. 　請求項１において、複数の磁気センサが一直線上に配列されており、当該一直線と平行をなす直線上に、少なくとも２つの複数の非接触変位センサが配置されているセンサユニット。
  3. 　請求項１において、複数の磁気センサが２次元的に配列されていると共に、少なくとも２つの複数の非接触変位センサが異なる位置に配置されているセンサユニット。
  4. 　請求項１において、複数の磁気センサと、複数の非接触変位センサと、を備えると共に、当該複数の磁気センサのうちの各磁気センサの変位を個別に計測できるよう、当該各磁気センサに対して非接触変位センサが個別に配設されているセンサユニット。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項において、前記１又は複数の磁気センサによる磁気計測値に処理を施して磁気マーカを検出するための検出処理を実行する処理回路と、前記１又は複数の非接触変位センサによる変位計測値に応じて前記検出処理を切り替える切替回路と、を備えるセンサユニット。
  6. 　請求項２～４のいずれか１項において、前記複数の磁気センサによる磁気計測値に処理を施して磁気マーカを検出するための検出処理を実行する処理回路と、
    　前記複数の非接触変位センサによる変位計測値に応じて前記検出処理を切り替える切替回路と、を備え、
    　前記検出処理には、前記複数の磁気センサのうちの一の磁気センサによる時系列の磁気計測値に施す処理が含まれており、
    　該切替回路は、前記複数の非接触変位センサによる変位計測値に基づき前記複数の磁気センサを構成する各磁気センサの変位をそれぞれ特定すると共に、各磁気センサの変位に応じて前記時系列の磁気計測値に施す処理を、磁気センサ毎に個別に変更できるように構成されているセンサユニット。
  7. 　請求項１～４のいずれか１項において、前記１又は複数の磁気センサによる磁気計測値を取得するサンプリング回路を有し、
    　該サンプリング回路は、前記１又は複数の非接触変位センサによる変位計測値に応じて磁気計測値を取得する時間的な間隔を変更するように構成されているセンサユニット。
  8. 　請求項２～４のいずれか１項において、前記複数の磁気センサによる磁気計測値を並列して取得するサンプリング回路を有し、
    　該サンプリング回路は、前記複数の非接触変位センサによる変位計測値に基づき前記複数の磁気センサを構成する各磁気センサの変位をそれぞれ特定すると共に、各磁気センサの変位に応じて磁気計測値を取得する時間的な間隔を、磁気センサ毎に個別に変更できるように構成されているセンサユニット。
  9. 　請求項７または８において、前記サンプリング回路は、磁気計測値を取得した位置が一定の距離的な間隔を空けて配列され得るよう、磁気計測値を取得する時間的な間隔を変更するように構成されているセンサユニット。
  10. 　請求項５または６において、前記検出処理は、前記１又は複数の磁気センサによる磁気計測値あるいは該磁気計測値に基づく演算値の時間的あるいは空間的な変化を表す信号に対するフィルタ処理を含んでおり、
    　前記切替回路は、前記１又は複数の非接触変位センサによる変位計測値に応じて前記フィルタ処理のフィルタ特性を変更することにより前記検出処理を切り替えるように構成されているセンサユニット。
  11. 　移動体が磁気マーカを検出するためのシステムであって、
    　前記磁気マーカから作用する磁気を計測する１又は複数の磁気センサと、
    　前記磁気マーカが配設された表面に相対する変位を計測する１又は複数の非接触変位センサと、を備えるセンサユニットが、前記移動体に取り付けられているシステム。
  12. 　請求項１１において、前記１又は複数の磁気センサによる磁気計測値に処理を施して磁気マーカを検出するための検出処理を実行する処理回路と、前記１又は複数の非接触変位センサが計測した変位に応じて前記検出処理を切り替える切替回路と、を備えるシステム。
  13. 　請求項１２において、前記検出処理は、前記１又は複数の磁気センサによる磁気計測値あるいは該磁気計測値に基づく演算値の時間的あるいは空間的な変化を表す信号に対するフィルタ処理を含んでおり、
    　前記切替回路は、前記１又は複数の非接触変位センサによる変位計測値に応じて前記フィルタ処理のフィルタ特性を変更することにより前記検出処理を切り替えるように構成されているシステム。
  14. 　請求項１１において、前記１又は複数の磁気センサによる磁気計測値を取得するサンプリング回路を有し、
    　該サンプリング回路は、前記１又は複数の非接触変位センサによる変位計測値に応じて磁気計測値を取得する時間的な間隔を変更するように構成されているシステム。
  15. 　請求項１４において、前記サンプリング回路は、磁気計測値を取得した位置が一定の距離的な間隔を空けて配列され得るよう、磁気計測値を取得する時間的な間隔を変更するように構成されているシステム。
  16. 　請求項１２または１３において、前記移動体は道路を走行する車両であって、
    　前記切替回路は、前記移動体が走行する道路の種別に応じて前記検出処理を切り替え可能であるシステム。
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