WO2024005104A1 - 磁気マーカ - Google Patents

磁気マーカ Download PDF

Info

Publication number
WO2024005104A1
WO2024005104A1 PCT/JP2023/024064 JP2023024064W WO2024005104A1 WO 2024005104 A1 WO2024005104 A1 WO 2024005104A1 JP 2023024064 W JP2023024064 W JP 2023024064W WO 2024005104 A1 WO2024005104 A1 WO 2024005104A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic marker
antenna
wireless tag
magnetic
groove
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/024064
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲矢 岩瀬
隆 下砥
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
Publication of WO2024005104A1 publication Critical patent/WO2024005104A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to magnetic markers installed on roads.
  • a magnetic marker When a vehicle detects a magnetic marker, if that magnetic marker can be uniquely identified, the vehicle's position can be determined based on the position of the magnetic marker, for example. Therefore, a magnetic marker that holds a wireless tag that transmits identification information and the like has been proposed (see, for example, Patent Document 2). On the vehicle side, the detected magnetic marker can be identified using the identification information sent by the wireless tag.
  • the conventional magnetic marker that holds a wireless tag has the following problems. That is, there is a possibility that the radio waves transmitted and received by the wireless tag may become unstable depending on the surrounding environment.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a magnetic marker that holds a wireless tag and has improved communication performance of the wireless tag.
  • the present invention is a columnar magnetic marker disposed on a vehicle running track, A wireless tag is attached to one of both ends of the columnar magnetic marker, An antenna made of a conductive material for amplifying radio waves transmitted and received by the wireless tag is provided on the outer surface of the magnetic marker, The antenna includes an intermediate portion extending along the axial direction on the outer peripheral side of the magnetic marker; a magnetic marker that includes an antenna end that electrically extends from the intermediate portion and that forms an electrically open end at one end and the other end of both ends of the magnetic marker; be.
  • the magnetic marker of the present invention is a columnar magnetic marker with a wireless tag attached to the end.
  • This magnetic marker is equipped with an antenna for amplifying radio waves transmitted and received by the wireless tag.
  • the antenna includes an intermediate portion provided on the outer surface of the magnetic marker, and antenna end portions provided at both ends of the magnetic marker and forming open ends.
  • this antenna it is possible to amplify the radio waves transmitted and received by the wireless tag. If it is possible to amplify the radio waves sent and received by wireless tags, it will be possible to increase reliability when vehicles send and receive radio waves and improve communication performance. If the vehicle side can acquire wireless tag information with high reliability, a highly reliable driving support system can be constructed using the magnetic marker of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a magnetic marker.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a wireless tag.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an antenna.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a manner in which magnetic markers are laid down.
  • An explanatory diagram of antenna shape B An explanatory diagram of antenna shape C.
  • An explanatory diagram of antenna shape F An explanatory diagram of antenna shape G.
  • An explanatory diagram of antenna shape H An explanatory diagram of antenna shape I.
  • FIG. 3 is a perspective view showing another antenna.
  • FIG. 7 is a perspective view showing another main body.
  • Example 1 This example relates to a magnetic marker 1 including a wireless tag (Radio Frequency IDentification, RFID tag) 2. The contents will be explained using FIGS. 1 to 17.
  • the magnetic marker 1 is, for example, a road marker used for various driving support controls such as lane departure warning, lane keep assist, and automatic driving.
  • the magnetic marker 1 is placed, for example, along the center of the lane.
  • the illustrated magnetic marker 1 in FIG. 1 has a cylindrical shape with a diameter (D) of 30 mm and a height (H) of 20 mm.
  • a space for arranging a wireless tag 2 is provided at one end of a cylindrical main body 10.
  • the wireless tag 2 is an electronic component that operates by external power supply using wireless radio waves and wirelessly outputs pre-stored information.
  • the wireless tag 2 has a housing made of resin material or the like. Inside this casing, an IC chip, an antenna for wireless communication, and the like are housed.
  • the outer shape of the wireless tag 2 is a rectangular shape with a cross section of 10 mm x 2 mm and a length of about 25 mm.
  • the wireless tag 2 outputs information such as location information and road type, for example.
  • the main body 10 of the magnetic marker 1 is an anisotropic ferrite plastic magnet in which iron oxide magnetic powder, which is a magnetic material, is dispersed in a polymeric material that forms a base material.
  • the main body 10 is, for example, an injection molded product of a polymeric material in which magnetic particles are dispersed.
  • the polymer material for example, nylon 12, PPS (Poly Phenylene Sulfide), nylon 66, etc. can be used.
  • the main body 10 may be an isotropic ferrite rubber magnet that uses rubber as the polymer material.
  • the main body 10 is made by dispersing magnetic particles in a non-conductive polymer material, and therefore exhibits an electrical characteristic of low electrical conductivity. Therefore, there is little risk that eddy currents will occur in the main body 10 due to radio waves transmitted and received by the wireless tag 2. If the eddy current caused by the radio waves transmitted and received by the wireless tag 2 is suppressed, the attenuation of the radio waves transmitted and received by the wireless tag 2 can be suppressed.
  • the magnetic flux density Gs on the surface of the magnetic marker 1 including the main body 10 is 275 mT (millitesla).
  • a groove 180 that penetrates in the radial direction is provided at the end of the main body 10.
  • the end of the main body 10 provided with the groove 180 is the end of the magnetic marker 1.
  • the groove 180 is formed to be able to accommodate the above-mentioned strip-shaped wireless tag 2.
  • the groove 180 is a space formed between tag guards 181 erected on both sides.
  • the tag guards 181 on both sides protrude in the axial direction beyond the wireless tag 2 housed in the groove 180, and serve to protect the wireless tag 2.
  • the tag guard 181 may be provided integrally during injection molding of the main body 10, or may be provided by cutting a groove 180 on a flat end surface after injection molding. Furthermore, the tag guard in the form of individual pieces may be produced separately from the main body, and may be adhered to the flat end surface of the main body.
  • an antenna 3 (FIG. 4) made of a thin film (conductive film) of a conductive material is provided on the outer surface of the main body 10.
  • the antenna 3 of this example is made of a conductive thin aluminum film with a thickness of 0.03 mm.
  • the main body 10 has an electrical characteristic of low electrical conductivity. Therefore, the antenna 3 is not electrically connected to the main body 10.
  • an antenna made of a metal thin film such as a copper thin film may be used instead of the antenna 3 made of an aluminum thin film in this example.
  • the antenna can also be printed with conductive ink.
  • conductive ink in addition to silver paste, graphite paste, silver chloride paste, copper paste, nickel paste, etc. can be used.
  • the antenna 3 includes an intermediate portion 31 extending along the axial direction on the outer surface of the magnetic marker 1 (main body 10), and antenna end portions 33 and 35 formed at both ends of the magnetic marker 1 (main body 10). It is composed of .
  • the shape of the antenna 3 developed on a plane is a tape shape with a width of 10 mm.
  • the antenna end 33 is provided so as to cover nearly the entire bottom surface of the groove 180.
  • the wireless tag 2 is attached to the surface of the antenna end 33.
  • the antenna end portion 35 is disposed on the end surface of the main body 10 on the opposite side from the wireless tag 2.
  • the antenna end portion 35 has the same dimensional specifications as the antenna end portion 33.
  • the antenna ends 33 and 35 are integral with the intermediate part 31 and are electrically connected, while the ends on the side away from the intermediate part 31 are open ends.
  • the magnetic marker 1 of this example configured as described above is installed, for example, using the accommodation hole 52 drilled in the road surface 50 (FIG. 5). After accommodating the magnetic marker 1, the accommodating hole 52 is filled with a hardening resin material 51.
  • a hardening resin material 51 As the resin material to be filled, for example, a rapidly curing resin-based crack filler used for repairing cracks in paved surfaces, etc. can be used.
  • the magnetic marker 1 installed in this manner exerts a magnetism exceeding 8 ⁇ T in a height range of 100 mm to 250 mm, which is assumed to be the mounting position of a magnetic sensor on the vehicle side. If the magnetism exceeds 8 ⁇ T, it can be reliably measured using an MI (Magneto Impedance) sensor, etc., which has a magnetic flux density measurement range of ⁇ 0.6 mT and achieves a high sensitivity of about 0.02 ⁇ T as a magnetic flux resolution within the measurement range. It can be easily measured.
  • MI Magnetic Impedance
  • the antenna built into the wireless tag 2 and the antenna 3 on the main body 10 side are electrically coupled in a non-contact state by electrostatic coupling, electromagnetic coupling, or the like.
  • the antenna 3 on the main body 10 side is an antenna provided on the outer surface of the main body 10, which is a permanent magnet.
  • the antenna 3 functions like a booster antenna that amplifies radio waves transmitted and received by the wireless tag 2. That is, in the magnetic marker 1, the antenna 3 provided on the outer surface of the main body 10 serves as an external antenna for the wireless tag 2.
  • the antenna 3 is useful for improving the reliability of wireless communication between the wireless tag 2 and the vehicle side.
  • Antenna shape A in FIG. 6 is the shape of the antenna of this example shown in FIG. Note that in some of the figures in FIGS. 6 to 14, illustration of the main body (numeral 10 in FIG. 1) is omitted.
  • the antenna shape A in FIG. 6 includes the antenna end 33 provided in the groove 180 at the end of the magnetic marker 1, the antenna end 35 provided at the opposite end, and the two antenna ends. and an intermediate section 31 that connects the sections 33 and 35.
  • the opening 30 is located on the outer peripheral side surface of the main body 10 (see FIG. 4).
  • Antenna shape B in FIG. 7 is a shape consisting of an intermediate portion 310 along the bottom surface of the groove (numeral 180 in FIG. 3) and two antenna end portions 335 extending in the vertical direction on the outer peripheral side of the magnetic marker 1. .
  • Two antenna ends 335 extend from both ends of the intermediate section 310.
  • Antenna shape B is based on antenna shape A in FIG. 6, with the position of the opening 30 being changed downward.
  • Antenna shape C in FIG. 8 is a shape obtained by turning antenna shape B in FIG. 7 upside down.
  • the conductive layer forming the antenna is not formed on the bottom surface of the groove (numeral 180 in FIG. 3), and the wireless tag 2 is located in the opening 30 of the antenna 3.
  • the antenna shape D in FIG. 9 is an annular shape.
  • Antenna shape D is a shape in which the open ends of antenna end portions 33 and 35 of antenna shape A in FIG. 6 are electrically connected by a conductive layer.
  • Antenna shape E in FIG. 10 is based on antenna shape B in FIG. 7, with extensions 38 extending in the circumferential direction from the open end of each antenna end 335. The directions in which the two extension parts 38 extend from the open end are the same.
  • Antenna shape F in FIG. 11 is based on antenna shape B in FIG. 7, with one antenna end 335 removed.
  • the antenna shape G in FIG. 12 is based on the antenna shape A in FIG. 6, with only an intermediate portion 310 along the bottom surface of the groove (numeral 180 in FIG. 3).
  • the antenna shape H in FIG. 13 does not have a tag guard (numeral 181 in FIG. 3) and has flat end faces for a magnetic marker (not shown).
  • the antenna shape H is a shape made of a conductive layer covering the entire flat end surface of the magnetic marker.
  • Antenna shape I in FIG. 14, like antenna shape H, does not have a tag guard and is a shape for a magnetic marker with both end faces being flat.
  • Antenna shape I is a shape made of a conductive layer covering the entire outer surface of both end faces of the magnetic marker, excluding the end face on the opposite side of the wireless tag 2.
  • Table 1 shows the comparison results of communication performance.
  • the communication performance experiment for each antenna shape was conducted using a magnetic marker 1 buried in a manner similar to that laid on a road surface 50, as shown in FIG.
  • a rectangular two-dimensional area 40 with length and width of ⁇ 400 mm is set with a center point 4C at a height of 200 mm directly above the magnetic marker 1 as a reference.
  • the radio field intensity output by the wireless tag 2 was measured in each mesh 400 that partitioned this two-dimensional area 40 into a grid pattern.
  • the radio wave directivity depending on the orientation of the magnetic marker 1 may pose a problem. Therefore, in this example, the direction of the magnetic marker 1 is changed between two mutually orthogonal directions, and the radio field intensity as described above is measured for each direction.
  • the radio field strength item is an item that evaluates the average radio field strength within the two-dimensional area 40.
  • the area stability item is an item evaluated from the viewpoints that there is little variation (dispersion) in the radio field strength for each mesh 400, and that there are no meshes 400 with insufficient radio field strength.
  • the non-directional item is an item evaluated from the viewpoint that the difference in the radio field intensity distribution due to the difference in the orientation of the magnetic marker 1 is small.
  • the antenna shape A (FIG. 6) of this example obtained good results in all of the three evaluation items mentioned above.
  • the magnetic marker 1 (FIG. 4) of this example configured as described above is a columnar magnetic marker with a wireless tag 2 attached to the end.
  • This magnetic marker 1 includes an antenna 3 for amplifying radio waves from a wireless tag 2.
  • the antenna 3 includes an intermediate portion 31 provided on the outer surface of the magnetic marker 1 and antenna end portions 33 and 35 provided at both ends of the magnetic marker 1 and forming open ends.
  • the radio waves transmitted and received by the wireless tag 2 can be effectively amplified. If the radio waves transmitted and received by the wireless tag 2 can be amplified, reliability when the vehicle transmits and receives radio waves can be increased and communication performance can be improved. If the information on the wireless tag 2 can be acquired with high reliability on the vehicle side, a highly reliable driving support system can be constructed using the magnetic marker 1 of the present invention.
  • an antenna made of an aluminum thin film is provided directly on the outer surface of the main body 10, which is a permanent magnet, but a resin layer made of a resin material is formed on the outer periphery of the main body 10, and the antenna is provided on the surface of the resin layer. It is also good to have one.
  • the outer periphery of the main body 10 on which the antenna is formed may be coated with a resin material, and the wireless tag 2 may be disposed on the surface of the coating layer.
  • a metal container or a resin container can be used as the container.
  • the inventors further conducted an experiment to examine the communication performance by changing the dimensional specifications of the antenna shape of this example (see FIG. 4) in which the antenna ends 33 and 35 are connected by the intermediate portion 31. It is being implemented. As a result, it has been found that communication performance can be ensured to some extent even if the antenna end 33 provided on the bottom surface of the groove 180 is shortened. In this example, a mode in which the antenna end portion 33 extends over the entire radial direction of the magnetic marker 1 is illustrated, but it is not an essential configuration to provide the antenna end portion 33 over the entire radial direction. Even with the antenna 3 illustrated in FIG. 16, communication performance can be ensured. In this antenna 3, the antenna end 33 provided within the groove 180 does not span the entire area in the extending direction of the groove 180.
  • the open end of the antenna end portion 33 is located at the midpoint in the extending direction of the groove 180.
  • the antenna end portion 33 in the figure extends from the intermediate portion 31, enters the groove 180, and reaches the center, which is a point on the axis of the magnetic marker 1.
  • the length of the antenna end portion 33 in the radial direction may be greater than or equal to the radius of the circular cross-section of the magnetic marker 1 and less than or equal to the diameter.
  • the antenna end portion 35 is preferably formed over the entire radial area. Naturally, it may be difficult to completely extend the antenna end portion 35 to the edge of the end surface due to processing or design reasons. Even if the tip of the antenna end portion 35 is located slightly before the edge of the end face, communication performance will not be significantly impaired.
  • the antenna ends 33, 35 and the middle part 31 have the same width, and the antenna 3 is tape-shaped when unfolded on a plane.
  • the width of the antenna end portion 33 is 10 mm, which is equal to the width of the wireless tag 2 of 10 mm.
  • the width of the antenna 3 although there is a tendency for communication performance to improve as the width becomes wider, even if the width is made narrower, the communication performance does not suddenly deteriorate. It is known that a certain level of communication performance can be ensured as long as the width of the antenna 3 is 5 mm or more, which is half of the 10 mm width of the wireless tag 2.
  • the antenna 3 (antenna end 33) will not face the entire bottom surface of the wireless tag 2.
  • the tip (open end) of the antenna end 33 is located around the center of the cylindrical magnetic marker 1 as shown in FIG. The area does not face the antenna 3. In this way, it is not an essential requirement that the entire bottom surface (mounting surface) of the wireless tag 2 face the antenna 3, and a part of the bottom surface of the wireless tag 2 is a permanent magnet without the antenna 3 intervening. It may be in an attached state where it faces the main body 10.
  • a flat surface 10F (FIG. 17) should be formed at a portion of the outer peripheral side surface of the cylindrical main body 10 that contacts the end of the groove 180 (a portion where the intermediate portion 31 is provided). Also good. By using the flat surface 10F, the work of attaching the antenna 3 becomes easy. It is also possible to provide the flat surface 10F in a band shape over the entire axial direction (height direction) of the cylindrical main body 10. In this case, all the surfaces to which the antenna 3 is attached are flat.
  • connection point between the bottom surface of the groove 180 or the end surface of the main body 10, which is the surface to which the antenna ends 33 and 35 are attached, and the flat strip surface 10F is straight, wrinkles are avoided when the antenna 3 is attached. The risk of this occurring is reduced. It is also good to provide flat surfaces 10F at locations that contact both ends of the groove 180 (FIG. 17). By providing the flat surfaces 10F at two locations facing each other in the extending direction of the groove 180 in this manner, it is possible to avoid a mistake in attaching the intermediate portion 31 to the outer circumferential curved surface instead of the flat surface 10F when attaching the antenna 3. This can be avoided and work efficiency can be improved.
  • Magnetic marker 10 Main body 180 Groove 181 Tag guard 2 Wireless tag 3 Antenna 31 Middle part 33, 35 Antenna end 30 Opening 4C Center point 40 Two-dimensional area 400 Mesh 50 Road surface 51 Resin material 52 Accommodation hole

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

柱状の磁気マーカ（１）の両端部のうちの一方の端部に無線タグ（２）が取り付けられており、磁気マーカ（１）の外表面には、無線タグ（２）が送受信する電波を増幅するための導電性材料よりなるアンテナ（３）が設けられ、アンテナ（３）は、磁気マーカ（１）の外側面を軸方向に沿って延設された中間部（３１）と、中間部（３１）から電気的に延設され、磁気マーカ（１）の両端部のうちの一方の端部及び他方の端部において電気的な開放端をなすアンテナ端部（３３、３５）と、を含んで構成されている。

Description

磁気マーカ
　本発明は、道路に敷設される磁気マーカに関する。
　従来より、車両が走行する車線に沿って配置され、車両の運転支援に供する磁気マーカが知られている（例えば、特許文献１参照。）。磁気マーカを利用すれば、例えば車線に沿って車両を走行させる自動操舵制御（レーンキープアシスト）や、車線からの車両の逸脱を警報する車線逸脱警報や、自動運転等、各種の運転支援を実現できる。
　車両が磁気マーカを検出したとき、その磁気マーカを一意に特定できれば、例えば、その磁気マーカの位置を基準として車両の位置を把握できるようになる。そこで、識別情報等を送信する無線タグを保持する磁気マーカが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。車両側では、無線タグが送信する識別情報を利用し、検出した磁気マーカを特定できる。
特開２００５－２０２４７８号公報 特開２０１９－１２５１３６号公報
　しかしながら、前記従来の無線タグを保持する磁気マーカでは、次のような問題がある。すなわち、周囲環境に応じて無線タグが送受信する電波が不安定になるおそれがある。
　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、無線タグを保持する磁気マーカであって、無線タグの通信性能を高めた磁気マーカを提供しようとするものである。
　本発明は、車両の走路に配設される柱状の磁気マーカであって、
　該柱状の磁気マーカの両端部のうちの一方の端部に無線タグが取り付けられており、
　前記磁気マーカの外表面には、前記無線タグが送受信する電波を増幅するための導電性材料よりなるアンテナが設けられ、
　当該アンテナは、前記磁気マーカの外周側面において軸方向に沿って延設された中間部と、
　該中間部から電気的に延設され、前記磁気マーカの両端部のうちの前記一方の端部及び他方の端部において電気的な開放端をなすアンテナ端部と、を含んでいる磁気マーカにある。
　本発明の磁気マーカは、無線タグが端部に取り付けられた柱状の磁気マーカである。この磁気マーカは、無線タグが送受信する電波を増幅するためのアンテナを備えている。アンテナは、磁気マーカの外側面に設けられた中間部と、磁気マーカの両端部に設けられて開放端をなすアンテナ端部と、を含んで構成されている。
　このアンテナによれば、無線タグが送受信する電波を増幅できる。無線タグが送受信する電波を増幅できれば、車両が電波を送受信する際の確実性を高めて通信性能を向上できる。車両側において、無線タグの情報を確実性高く取得できるようになれば、本発明の磁気マーカを利用して信頼性の高い運転支援システムを構築できる。
磁気マーカを示す斜視図。 無線タグを示す斜視図。 本体を示す斜視図。 アンテナを示す斜視図。 磁気マーカの敷設態様の説明図。 本例のアンテナ形状Ａの説明図。 アンテナ形状Ｂの説明図。 アンテナ形状Ｃの説明図。 アンテナ形状Ｄの説明図。 アンテナ形状Ｅの説明図。 アンテナ形状Ｆの説明図。 アンテナ形状Ｇの説明図。 アンテナ形状Ｈの説明図。 アンテナ形状Ｉの説明図。 性能評価実験の説明図。 他のアンテナを示す斜視図。 他の本体を示す斜視図。
　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、無線タグ（Radio Frequency IDentification、ＲＦＩＤタグ）２を備える磁気マーカ１に関する例である。この内容について、図１～図１７を用いて説明する。
　磁気マーカ１は、例えば、車線逸脱警報やレーンキープアシストや自動運転などの各種の運転支援制御に利用される道路用のマーカである。磁気マーカ１は、例えば、車線の中央に沿って配置される。例示する図１の磁気マーカ１は、直径（Ｄ）３０ｍｍ、高さ（Ｈ）２０ｍｍの円柱状を呈している。この磁気マーカ１では、円柱状の本体１０の一方の端部に、無線タグ２を配置するためのスペースが設けられている。
　無線タグ２は、無線電波による外部給電により動作し、予め記憶している情報を無線出力する電子部品である。無線タグ２は、樹脂材料等による筐体を有している。この筐体の内部には、ＩＣチップや無線通信用のアンテナ等が収容されている。無線タグ２の外形状は、断面形状が１０ｍｍ×２ｍｍで、長さ約２５ｍｍの短冊状である。無線タグ２は、例えば、位置情報や道路種別などの情報を出力する。
　磁気マーカ１（図３）の本体１０は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を、基材をなす高分子材料中に分散させた異方性フェライトプラスチックマグネットである。本体１０は、例えば、磁粉が分散する高分子材料の射出成形品である。高分子材料としては、例えば、ナイロン１２、ＰＰＳ(Poly Phenylene Sulfide)、ナイロン６６等を採用できる。高分子材料としてゴムを採用する等方性フェライトラバーマグネットを、本体１０としても良い。
　永久磁石である本体１０は、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝１４．９ｋＪ／立方ｍという磁気的特性を備えている。本体１０は、非導電性の高分子材料中に磁粉を分散させたものであるため、電気伝導率が低いという電気的特性を呈する。それ故、無線タグ２が送受信する電波に起因し、本体１０において渦電流が生じるおそれが少ない。無線タグ２が送受信する電波に起因する渦電流を抑制すれば、無線タグ２が送受信する電波の減衰を抑制できる。なお、本体１０を含む磁気マーカ１の表面の磁束密度Ｇｓは２７５ｍＴ（ミリテスラ）である。
　本体１０の端部には、径方向に貫通する溝１８０が設けられている。溝１８０が設けられた本体１０の端部は、磁気マーカ１の端部である。溝１８０は、上記の短冊状の無線タグ２を収容可能に形成されている。溝１８０は、両側に立設されたタグガード１８１に挟まれて形成されているスペースである。両側のタグガード１８１は、溝１８０に収容された無線タグ２よりも軸方向に張り出しており、無線タグ２の保護に役立つ。タグガード１８１は、本体１０の射出成形時に一体的に設けても良く、射出成形後の平らな端面に溝１８０を切削加工等することで設けることも良い。さらには、個片状のタグガードを本体とは別に作製し、本体の平らな端面に接着等しても良い。
　さらに、本体１０の外表面には、導電性材料の薄膜（導電膜）よりなるアンテナ３（図４）が配設されている。本例のアンテナ３は、厚さ０．０３ｍｍのアルミ薄膜の導電膜よりなる。上記のごとく本体１０は、電気伝導性が低いという電気的特性を備えている。それ故、アンテナ３が、本体１０と電気的に導通することがない。
　なお、本例のアルミ薄膜よりなるアンテナ３に代えて、銅薄膜などの金属製の薄膜よりなるアンテナであっても良い。導電性インクでアンテナを印刷することもできる。導電性インクとしては、銀ペーストのほか、黒鉛ペースト、塩化銀ペースト、銅ペースト、ニッケルペースト等を利用することができる。さらに、銅エッチングや金属メッキ加工等によりアンテナを形成することも可能である。
　アンテナ３は、磁気マーカ１（本体１０）の外側面において軸方向に沿って延設された中間部３１と、磁気マーカ１（本体１０）の両端部に形成されたアンテナ端部３３、３５と、を含んで構成されている。アンテナ３を平面に展開した形状は、幅１０ｍｍのテープ状である。
　アンテナ端部３３は、溝１８０の底面の全面近くを覆うように設けられる。磁気マーカ１では、アンテナ端部３３の表面に、無線タグ２が取り付けられている。アンテナ端部３５は、無線タグ２とは反対側の本体１０の端面に配設されている。アンテナ端部３５は、アンテナ端部３３と寸法仕様が共通している。アンテナ端部３３、３５は、中間部３１と一体をなし電気的に連結されている一方、中間部３１から離れる側の端部が開放端となっている。
　以上のように構成された本例の磁気マーカ１は、例えば路面５０に穿設された収容穴５２を利用して敷設される（図５）。磁気マーカ１を収容した後、収容穴５２には、硬化型の樹脂材料５１が充填される。充填する樹脂材料としては、例えば、舗装面のひび割れ等の補修に利用される急速硬化型樹脂系ひび割れ充填材等を利用できる。
　このように敷設された磁気マーカ１は、車両側の磁気センサの取付位置として想定される高さ１００ｍｍ～２５０ｍｍの範囲において８μＴを超える磁気を作用する。８μＴを超える磁気であれば、例えば、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として０．０２μＴ程度の高感度を実現するＭＩ（Magneto Impedance）センサ等により確実性高く計測できる。
　磁気マーカ１では、無線タグ２が内蔵するアンテナと、本体１０側のアンテナ３と、が静電結合あるいは電磁結合等により電気的に非接触の状態で結合する。本体１０側のアンテナ３は、永久磁石である本体１０の外表面に設けられたアンテナである。アンテナ３は、無線タグ２が送受する電波を増幅するブースターアンテナのように機能する。つまり、磁気マーカ１では、本体１０の外表面に設けられたアンテナ３が無線タグ２の外部アンテナとなる。アンテナ３は、無線タグ２と車両側との無線通信の確実性を向上するのに役立つ。
　発明者らは、本例の磁気マーカ１の通信性能を評価するため、図６～図１４に示す様々なアンテナ形状Ａ～Ｉの通信性能を比較している。図６のアンテナ形状Ａは、図４に示す本例のアンテナの形状である。なお、図６～１４のうちの一部の図では、本体（図１中の符号１０）の図示を省略している。
　図６のアンテナ形状Ａは、上記のごとく、磁気マーカ１の端部の溝１８０に設けられたアンテナ端部３３と、反対側の端部に設けられたアンテナ端部３５と、２つのアンテナ端部３３、３５を連結する中間部３１と、により構成されている。このアンテナ形状Ａでは、開口部３０が、本体１０（図４参照。）の外周側面に位置している。
　図７のアンテナ形状Ｂは、溝（図３中の符号１８０）の底面に沿う中間部３１０と、磁気マーカ１の外周側面において鉛直方向に延びる２つのアンテナ端部３３５と、からなる形状である。２つのアンテナ端部３３５は、中間部３１０の両端から延設されている。アンテナ形状Ｂは、図６のアンテナ形状Ａを元にして、開口部３０の位置を下方に変更したものである。
　図８のアンテナ形状Ｃは、図７のアンテナ形状Ｂを上下逆さまにした形状である。このアンテナ形状Ｃでは、アンテナをなす導電層が溝（図３中の符号１８０）の底面に形成されておらず、アンテナ３の開口部３０に無線タグ２が位置している。
　図９のアンテナ形状Ｄは、環状をなす形状である。アンテナ形状Ｄは、図６のアンテナ形状Ａのアンテナ端部３３、３５の開放端が、導電層により電気的に連結された形状である。
　図１０のアンテナ形状Ｅは、図７のアンテナ形状Ｂを元にして、各アンテナ端部３３５の開放端からそれぞれ周方向に延びる延在部３８を追加した形状である。２つの延在部３８が開放端から延びる方向は、同じである。
　図１１のアンテナ形状Ｆは、図７のアンテナ形状Ｂを元にして、一方のアンテナ端部３３５を取り除いた形状である。
　図１２のアンテナ形状Ｇは、図６のアンテナ形状Ａを元にして、溝（図３中の符号１８０）の底面に沿う中間部３１０のみとした形状である。
　図１３のアンテナ形状Ｈは、タグガード（図３中の符号１８１）を持たず、両端面が平らな磁気マーカ（図示略）向けの形状である。アンテナ形状Ｈは、磁気マーカの平らな端面の全面に亘る導電層よりなる形状である。
　図１４のアンテナ形状Ｉは、アンテナ形状Ｈと同様、タグガードを持たず、両端面が平らな磁気マーカ向けの形状である。アンテナ形状Ｉは、磁気マーカの両端面のうち、無線タグ２の反対側の端面を除く外表面全面に亘る導電層よりなる形状である。
　通信性能の比較結果を表１に示す。各アンテナ形状の通信性能実験は、図１５のごとく、路面５０への敷設態様を模して埋設された磁気マーカ１を対象とした実験である。この通信性能実験では、磁気マーカ１の真上、２００ｍｍ高さの中心点４Ｃを基準として、縦横±４００ｍｍの矩形の２次元エリア４０を設定している。そして、この２次元エリア４０を格子状に区画した各メッシュ４００において、無線タグ２が出力する電波強度を測定した。なお、磁気マーカ１の向きによる電波指向性が問題となる可能性がある。そこで、本例では、磁気マーカ１の向きを互いに直交する２方向の間で変更し、それぞれの向きについて、上記のような電波強度の測定を実施している。
　通信性能の評価項目は、電波強度、エリア安定性、無指向性の３点である。電波強度の項目は、２次元エリア４０内の平均的な電波強度を評価した項目である。エリア安定性の項目は、メッシュ４００毎の電波強度のばらつき（分散）が少ないこと、電波強度が不足するメッシュ４００が生じていないこと、といった観点にて評価した項目である。無指向性の項目は、磁気マーカ１の向きの違いに起因する電波強度分布の差が小さいこと、という観点で評価した項目である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の通り、本例のアンテナ形状Ａ（図６）は、上記の３点の評価項目の全てにおいて良好な結果が得られている。
　以上のような構成の本例の磁気マーカ１（図４）は、無線タグ２が端部に取り付けられた柱状の磁気マーカである。この磁気マーカ１は、無線タグ２の電波を増幅するためのアンテナ３を備えている。アンテナ３は、磁気マーカ１の外側面に設けられた中間部３１と、磁気マーカ１の両端部に設けられて開放端をなすアンテナ端部３３、３５と、を含んで構成されている。
　このアンテナ３によれば、無線タグ２が送受信する電波を効果的に増幅できる。無線タグ２が送受信する電波を増幅できれば、車両が電波を送受信する際の確実性を高めて通信性能を向上できる。車両側において、無線タグ２の情報を確実性高く取得できるようになれば、本発明の磁気マーカ１を利用して信頼性の高い運転支援システムを構築できる。
　なお、本例では、永久磁石である本体１０の外表面に直接、アルミ薄膜によるアンテナを設けているが、樹脂材料よりなる樹脂層を本体１０の外周に形成し、樹脂層の表面にアンテナを設けることも良い。あるいは、アンテナが形成された本体１０の外周を樹脂材料によりコーティングし、コーティング層の表面に無線タグ２を配設することも良い。
　磁石を容器に収容した磁気マーカであっても良い。容器としては金属製の容器や、樹脂製の容器を採用できる。金属製の容器の場合、容器の外周に樹脂材料によるコーティング層を設けると良い。このコーティング層の表面に導電薄膜によるアンテナを形成すれば、磁石を収容する金属製の容器とアンテナとの電気的な接触を回避し、両者が電気的に導通しない状態を実現できる。
　発明者らは、さらに、中間部３１によってアンテナ端部３３と３５とが連結されている本例のアンテナ形状（図４参照。）につき、寸法的な仕様を変更して通信性能を調べる実験を実施している。その結果、溝１８０の底面に設けられたアンテナ端部３３については、短くしてもある程度、通信性能を確保できることがわかっている。本例では、アンテナ端部３３が磁気マーカ１の径方向の全域に亘る態様を例示したが、径方向の全域に亘ってアンテナ端部３３を設けることは必須の構成ではない。図１６に例示するアンテナ３であっても、通信性能を確保できる。このアンテナ３では、溝１８０内に設けられたアンテナ端部３３が、溝１８０の延在方向における全域に亘っていない。このアンテナ端部３３の開放端は、溝１８０の延在方向における中間点に位置している。同図のアンテナ端部３３は、中間部３１から延設されて溝１８０に入り込み、磁気マーカ１の軸芯上の点である中心まで至っている。アンテナ端部３３の径方向の長さは、磁気マーカ１の断面円形状の半径以上、直径以下であれば良い。
　一方、無線タグ２の反対側の端面に設けられたアンテナ端部３５については、径方向に長いほど通信性能が向上することがわかっている。このアンテナ端部３５については、径方向の全域に亘って形成されていることが好ましい。当然ながら、加工上あるいは設計上の何らかの事情により、アンテナ端部３５を端面の縁まで完全に延設することが難しいことも考えられる。アンテナ端部３５の先端は、端面の縁の若干手前であっても、通信性能が大きく損なわれることはない。
　さらに、本例では、アンテナ端部３３、３５及び中間部３１の幅を等しくし、平面に展開したときにテープ状を呈するアンテナ３を例示している。アンテナ端部３３の幅は、無線タグ２の横幅１０ｍｍと等しく１０ｍｍとなっている。アンテナ３の幅は、幅広の方が通信性能が向上する傾向が見受けられるものの、幅を狭くしても通信性能が急激に低下することもない。アンテナ３の幅は、無線タグ２の横幅１０ｍｍの半分に当たる５ｍｍ以上であれば、一定の通信性能を確保できることがわかっている。
　当然ながら、アンテナ端部３３の幅が無線タグ２の横幅よりも狭い場合には、無線タグ２の底面全面に対し、アンテナ３（アンテナ端部３３）が対面しない状況となる。同様に、例えば図１６のようにアンテナ端部３３の先端（開放端）が円柱状の磁気マーカ１の中心の辺りに位置している場合、無線タグ２の底面のうち、その長手方向の半分の領域が、アンテナ３に対面しない状態となる。このように無線タグ２の底面（取付面）の全面が、アンテナ３と対面することは必須の要件ではなく、無線タグ２の底面の一部がアンテナ３を介在することなく、永久磁石である本体１０と対面している取付状態であっても良い。
　なお、貼付け等によりアンテナ３を設ける場合、円柱状の本体１０の外周側面のうちの溝１８０の端部に接する箇所（中間部３１を設ける箇所）に平坦面１０Ｆ（図１７）を形成することも良い。平坦面１０Ｆを利用すれば、アンテナ３の貼付け作業が容易となる。円柱状の本体１０の軸方向（高さ方向）の全域に亘る帯状をなすように平坦面１０Ｆを設けることも良い。この場合には、アンテナ３の貼付け面が全て平面となる。さらに、アンテナ端部３３、３５の貼付け面である溝１８０の底面あるいは本体１０の端面と、帯状の平坦面１０Ｆと、の接続箇所が直線的となるので、アンテナ３を貼り付ける際に皺が生じるおそれが少なくなる。溝１８０の両端に接する箇所に、それぞれ平坦面１０Ｆを設けることも良い（図１７）。このように溝１８０の延在方向に対向する２カ所に平坦面１０Ｆを設ければ、アンテナ３を貼り付ける際、平坦面１０Ｆではなく外周曲面に中間部３１を貼り付けてしまう作業ミスを未然に回避でき、作業効率を高めることができる。
　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　磁気マーカ
　１０　本体
　１８０　溝
　１８１　タグガード
　２　無線タグ
　３　アンテナ
　３１　中間部
　３３、３５　アンテナ端部
　３０　開口部
　４Ｃ　中心点
　４０　２次元エリア
　４００　メッシュ
　５０　路面
　５１　樹脂材料
　５２　収容穴

Claims (9)

  1. 　車両の走路に配設される柱状の磁気マーカであって、
    　該柱状の磁気マーカの両端部のうちの一方の端部に無線タグが取り付けられており、
    　前記磁気マーカの外表面には、前記無線タグが送受信する電波を増幅するための導電性材料よりなるアンテナが設けられ、
    　当該アンテナは、前記磁気マーカの外周側面において軸方向に沿って延設された中間部と、
    　該中間部から電気的に延設され、前記磁気マーカの両端部のうちの前記一方の端部及び他方の端部において電気的な開放端をなすアンテナ端部と、を含んでいる磁気マーカ。
  2. 　請求項１において、前記一方の端部では、前記無線タグの取付領域を包含するように前記アンテナ端部が形成されている磁気マーカ。
  3. 　請求項１において、前記一方の端部には、前記無線タグを収容するための溝が設けられており、当該溝の底面に前記アンテナ端部が設けられている磁気マーカ。
  4. 　請求項３において、前記溝の深さは、前記無線タグの高さよりも深くなっており、前記磁気マーカでは、前記溝に収容された前記無線タグの両側に、柱状の磁気マーカの軸方向に張り出す張出部が形成され、当該張出部に対して前記無線タグが軸方向に奥まって位置している磁気マーカ。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項において、前記磁気マーカは円柱状をなし、前記一方の端部のアンテナ端部及び前記他方の端部のアンテナ端部は、円柱状をなす磁気マーカの径方向に沿って延設されている磁気マーカ。
  6. 　請求項５において、前記一方の端部及び前記他方の端部では、前記磁気マーカの径方向の全域に亘るように前記アンテナ端部が形成されている磁気マーカ。
  7. 　請求項１～４のいずれか１項において、前記アンテナは、導電性材料よりなる層あるいは箔により形成されている磁気マーカ。
  8. 　請求項１～４のいずれか１項において、前記磁気マーカは、酸化鉄よりなる磁粉が高分子材料よりなる基材中に分散された永久磁石であることを特徴とする磁気マーカ。
  9. 　請求項５または６において、前記円柱状の磁気マーカの外周側面のうちの前記中間部を設ける箇所には、軸方向の全域に亘る帯状の平坦面が形成されている磁気マーカ。
PCT/JP2023/024064 2022-06-29 2023-06-28 磁気マーカ WO2024005104A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-104660 2022-06-29
JP2022104660 2022-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024005104A1 true WO2024005104A1 (ja) 2024-01-04

Family

ID=89382481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/024064 WO2024005104A1 (ja) 2022-06-29 2023-06-28 磁気マーカ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024005104A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014021705A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Toppan Forms Co Ltd 非接触通信媒体
WO2019239824A1 (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ
JP2022028460A (ja) * 2020-08-03 2022-02-16 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Ｒｆタグ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014021705A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Toppan Forms Co Ltd 非接触通信媒体
WO2019239824A1 (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 愛知製鋼株式会社 磁気マーカ
JP2022028460A (ja) * 2020-08-03 2022-02-16 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Ｒｆタグ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7205494B2 (ja) 磁気マーカ及び磁気マーカシステム
US11280053B2 (en) Magnetic marker
EP3000152B1 (en) Omni-directional antenna for a cylindrical body
JP7151192B2 (ja) 磁気マーカの施工方法
WO2002055315A1 (fr) Dispositif de communication et sa structure d'installation, et procede de fabrication et de communication
WO2009131041A1 (ja) 非接触ｉｃタグ
CN104303196B (zh) 非接触ic标签及铭牌
KR20160084278A (ko) 무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈
AU4446901A (en) Electronic label
US11970827B2 (en) Magnetic marker
US11177555B2 (en) Back cover for portable terminal and back cover-integrated antenna module including the same
JP3607217B2 (ja) データキャリア構造及びその製造方法
WO2024005104A1 (ja) 磁気マーカ
JP2008284967A (ja) 車載ナンバープレート
JP2007280314A (ja) Ｒｆｉｄタグ
CN112236781B (zh) 磁性标识器
WO2021106880A1 (ja) 磁気マーカ及び磁気マーカの作製方法
JP2005078256A (ja) マグネットｒｆタグ
CN106529649B (zh) 带磁吸式电源的电子标签
JP2016103167A (ja) 非接触ｉｃ物品

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: 23831544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1