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JP4254014B2 - Magnet type marker detection system and magnet type marker detection device - Google Patents
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JP4254014B2 - Magnet type marker detection system and magnet type marker detection device - Google Patents

Magnet type marker detection system and magnet type marker detection device Download PDF

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JP4254014B2
JP4254014B2 JP2000141736A JP2000141736A JP4254014B2 JP 4254014 B2 JP4254014 B2 JP 4254014B2 JP 2000141736 A JP2000141736 A JP 2000141736A JP 2000141736 A JP2000141736 A JP 2000141736A JP 4254014 B2 JP4254014 B2 JP 4254014B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路に配列した磁石式マーカを検出することができる磁石式マーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば車両位置を検出する技術として、道路上に磁石式マーカ(レーンマーカ)を敷設し、車両がその磁石式マーカ列の極(磁極)を検出することにより、車両位置を検出する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、道路には、橋脚の鉄骨など自然に磁化して磁界を発生する構造物等が存在するので、上述した磁石の極を利用した磁石式マーカを配列する技術の場合には、自然の磁界の影響で磁石式マーカの検出精度が劣るという問題があった。
【0004】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、磁石式マーカの検出精度の高い磁石式マーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
(1)請求項1の発明は、道路上の車両進行方向に磁石式マーカを敷設し、その磁石式マーカの極(磁極)を車両に取り付けた磁石式マーカ検出装置により検出する磁石式マーカ検出システムに関するものである。
【0006】
本発明では、既に検出した磁石式マーカの極のデータから次の極が予測可能な特定の配列ルールに従って、磁石式マーカの極を配置している。
例えば、S極、N極の繰り返しの配列である場合には、S極の次はN極、N極の次はS極であることが分かるが、より複雑な配列の場合でも、ある一定のルール、即ち、今までの極の配列から次に来る極が分かる(例えばM系列の配列の)様なルールに従って配列されていれば、当然次に来る極が分かるので、その様な配列を採用する。
【0007】
そして、磁石式マーカ検出装置では、記憶手段に、磁石式マーカの配列ルールを記憶しているので、今までに信号検出手段を用いて検出した磁石式マーカの極の配列に基づいて、記憶手段に記憶した配列ルールにより、次の磁石式マーカの極を予測する(知ること)ことができる。
【0008】
よって、次の磁石式マーカの極を予測した場合には、変更手段により、その予測した極に応じて、(極の検出が一層好適に行うことができるように)信号検出手段の出力信号の処理を変更する。
つまり、後に請求項3にて詳述するが、S極とN極とでは、図6(a)に例示する様に、信号検出手段(例えばレーンマーカセンサ)の出力信号(センサ出力信号)が異なるので、できる限り同じ条件で磁石式マーカの極を検出できる様に、次の極を検出する際の出力信号の処理を(例えば信号の山と谷の順序を今までと同様に揃えるように)変更するのである。
【0009】
これにより、S極とN極の出力信号の波形の違いを無くす様にして、磁石式マーカの極の検出精度を向上させることができる。
(2)請求項2の発明では、磁石式マーカの配列ルールは、M系列の疑似ランダム符号による配列ルールである。
【0010】
疑似ランダム符号の1種のM系列符号、即ちM系列の拡散符号は、1周期の中に同じ符号を持たないことが数学的に保証されている系列である。
このM系列は、n段のシフトレジスタからmod2加算のフィードバックを行うことにより発生し、その符号長(L)は、2n−1である。
【0011】
この2n−1の符号長のM系列において、n個の符号の並び(例えば[0001])が重要であり、M系列の配列の特徴は、任意の連続するnビット(例えばn=4)は、その他のnビットとは必ず異なる値を持つ。
尚、本発明では、前記n個の符号の並びである「符号化された磁石式マーカ配列の連続する符号の一部(即ち、疑似ランダムコードの連続する符号の一部)」を「部分符号」と称する。
【0012】
従って、nビットのデータを認識できれば、そのnビットのデータがM系列のどの位置にあるかが認識でき、しかも、次のnビットのデータをも認識できる。即ち、次の極がS極であるかN極であるかを予測することができる。
例えば図5に示すAの部分符号を認識できれば、次の部分符号がBであることが分かり、よって、Bの部分符号における各磁石式マーカの極も分かるので、Aの部分符号の次の極も予測することができる。
【0013】
尚、ここで、擬似ランダム符号(PN符号)とは、スペクトル拡散通信やCDMA等に用いられる拡散符号系列であり、符号長2n−1のM系列の疑似ランダム符号は、1周期の中で連続するn個以上の符号が全て異なる性質を持つ。
(3)請求項3の発明では、変更手段は、予測した磁石式マーカの極に応じて、信号検出手段(例えばレーンマーカセンサ)の出力信号を反転する。
【0014】
例えば図6(a)に示す様に、S極とN極では、信号検出手段の出力信号(センサ出力信号)が異なるので、つまり、S極とN極では、出力電圧の山と谷が逆転しているので、そのまま判定レベル(スレッシュホールドレベル)を用いて判定したのでは、(実際にはS極とN極が同じタイミングで出現したとしても)S極とN極で判定のタイミングがずれて、検出精度が悪くなる恐れがある。
【0015】
そこで、予測した次の極が現在の極と異なる場合には、図6(b)に例示する様に、次の極によって生じる出力信号を反転させる。これにより、電気信号の山と谷の順序が同じになって、判定のタイミングを揃えることができるので、検出精度を向上させることができる。
【0016】
(4)請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の磁石式マーカ検出システムに用いられる磁石式マーカ検出装置を示したものであり、この磁石式マーカ検出装置は、前記請求項1と同様な作用効果を奏する。
(5)請求項5の発明では、変更手段は、予測した磁石式マーカの極に応じて、信号検出手段の出力信号を反転する。
【0017】
本発明の磁石式マーカ検出装置は、前記請求項3と同様な作用効果を奏する。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁石式マーカ検出システム及び磁石式マーカ検出装置の好適な実施の形態を、例(実施例)を挙げて図面に基づいて詳細に説明する。
(実施例1)
a)まず、本実施例の磁石式マーカ検出システムの構成を説明する。
【0027】
図1に示す様に、本実施例では、道路の進行方向に沿って、特定の間隔(例えば1m間隔の等間隔)で磁石式マーカ(レーンマーカ)1を敷設する。この磁石式マーカ1は、磁石の極(S極又はN極の磁極)の一方が地面に向けられている。
【0028】
前記磁石式マーカ1は、図2に示す様に、疑似ランダム符号(ここでは例えばM系列符号)の0符号をN極、1符号をS極として、疑似ランダム符号配列に従い道路に敷設する。
一方、車両には、図3に示す様に、通過した磁石式マーカ1の極を検出するレーンマーカセンサ3、磁石式マーカ1の配列等のデータベースなどを記憶している記憶装置5、車両の速度(車速)を検出する車速センサ7、それらの情報から次の磁石式マーカ1の極の検出処理等を行う演算装置9を備えた磁石式マーカ検出装置が搭載されている。
【0029】
以下、磁石式マーカ検出装置の各構成について説明する。
前記レーンマーカセンサ3は、主として電磁石から構成され、磁石式マーカ1の磁界を横断することにより発生する電圧の変化を検出し、その情報を演算装置9に送る。
【0030】
前記記憶装置5は、例えばEEPROM、ROM、CD−ROM、DVD等の各種の記憶装置であり、道路に敷設されている磁石式マーカ1の配列を示すデータベースの情報等を記憶している。
前記車速センサ7は、周知の車速センサであり、例えばクランク軸の回転数から車速を検出する。
【0031】
前記演算装置9は、主としてマイクロコンピュータからなり、レーンマーカセンサ3により検出された極の配列、データベースに記憶されている磁石式マーカ1の配列、車速センサ7から得られた車速等の情報に基づいて、磁石式マーカ1の極を検出するものである。
【0032】
このうち、前記記憶装置5に記憶されているデータベースには、図4に示す様に、道路に敷設されているM系列の符号列(図2参照)から得られる部分符号列と、それぞれの部分符号列の位置関係の情報(データ)を保持している。
つまり、2n−1の符号長のM系列において、n個(ここでは例えば4個)のデータからなる部分符号と、その部分符号が示す起点(基準となる部分符号)からの距離との関係が記憶されている。
【0033】
b)次に、本実施例の磁石式マーカ検出システムによる磁石式マーカ1の検出原理について説明する。
・(極の予測)
まず、例えば図5に示すM系列(n=4)の様に、最初の部分符号[0001](=A)、次に部分符号[0010](=B)、更に次の部分符号[0100](=C)の様に配列されている場合を考えると、仮に、部分符号[0001](=A)が認識されたならば、次に認識されるのは、部分符号[0010](=B)である。
【0034】
従って、予めこのM系列の符号を記憶していれば、部分符号[0001](=A)の次の極は「0」、即ちN極であることが分かる。
・(信号の反転)
また、図6(a)に示す様に、磁石式マーカ1の極がS極かN極かにより、レーンマーカセンサ3から出力される電圧の波形が異なる。具体的には、S極とN極とでは、電圧波形の山と谷の順番が異なる。
【0035】
従って、このままで、判定レベル(スレッシュホールドレベル)を電圧の波形に当てはめると、たとえ同じ車速であっても(しかも等間隔である)S極とN極では、その波形のピークの検出タイミングが異なることになる。
そこで、本実施例では、例えばS極の次がN極である場合には、図6(b)に示す様に、次のN極による波形を基準電圧を中心にして反転させるのである。これにより、S極でもN極でも同じ山・谷の順序の波形となるので、波形のピークの検出タイミングが揃うことになり、よって、検出精度も向上する。
【0036】
c)次に、本実施例の磁石式マーカ検出システムにより実施される磁石式マーカ検出方法の手順を、図7のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図7のステップ100にて、車両走行中に、レーンマーカセンサ3からの信号を演算装置9に入力する。
【0037】
尚、最初の段階では、レーンマーカセンサ3から得られる出力信号は、前記図6(a)の様に、S極とN極とで、多少ピークのずれがあるが、その出力信号をそのまま利用して磁石式マーカ1の極を検出する。
続くステップ110では、検出した少なくともn個(ここでは例えば4個)の極の情報から、極の配列を認識する。つまり、検出した配列から、例えば[0001]等の2進数における4桁の部分符号を認識する。
【0038】
続くステップ120では、認識した4桁の部分符号をデータベースのデータと参照して、読みとった部分符号が、道路に配置された磁石式マーカ1の配列を示すM系列の配列のどの位置にあるかを認識する。
例えば[0100]を読みとった場合には、[0100]の部分符号は、図4(又は図5)のデータベースの情報に基づいて、3番目の部分符号[0100](=C)であることを認識する。
【0039】
続くステップ130では、認識した部分符号[0100]を、図5のデータベースに参照して、次の極を把握する。
つまり、図5に示す配列では、認識した部分符号[0100]の次の符号は、「1」であり、この「1」はS極を示すので、次に検出される極はS極であることを前もって知ることができる。
【0040】
続くステップ140では、既に認識している最新の極と次に検出される極とが一致するか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ160に進み、一方否定判断されるとステップ150に進む。
ステップ150では、今まで例えばS極の出力信号をそのまま(反転せずに)利用していたとすると、次の極はS極とは反対のN極であるので、出力信号を反転する処理を行う。
【0041】
詳しくは、レーンマーカセンサ3から出力される信号(電圧)は、周知のADコンバータ(図示せず)を介して演算装置9に入力されるが、演算装置9では、その入力された信号を監視し、センサ出力が一定時間基準電圧であり、且つ自車両が次に検出する極がN極である場合には、前記図6(b)に示す様に、演算装置9に取り込んだ信号を、基準電圧を中心にして反転する。
【0042】
ステップ160では、前記ステップ150にて反転した出力信号(また、反転しない場合はそのままの出力信号を)を、前記図6(b)に示す様に、一定のスレッシュホールドレベルで監視して、そのスレッシュホールドレベルを超える(又はスレッシュホールドレベルから下がる)タイミングt1、t2、t3、t4等を求める。
【0043】
続くステップ170では、前記タイミングt1〜t4等より、車両が磁石式マーカ1を通過したタイミングを決定して、一旦本処理を終了する。
例えば、通過時間=(tn+tn+1)/2とする。 (但し、nは奇数)
c)本実施例では、上述した構成により、下記の効果を奏する。
【0044】
本実施例では、ある道路において、磁石式マーカ1を2n−1の符号長のM系列の配列となるように埋め込み、車両側の磁石式レーンマーカ検出装置では、磁石式マーカ1の配列のn個(例えば4個)の部分符号を読み取り、この部分符号の次の磁石式マーカ1の極を予測する(把握する)。
【0045】
そして、予測した次の磁石式マーカ1の極が、現在の極(今まで検出した極の最新のもの)と異なる場合には、次の極を検出する際のレーンマーカセンサ3の出力電圧を反転する。
これにより、S極とN極との電圧波形が揃うので、常に正確に車両が磁石式マーカ1を通過したタイミングが分かり、よって、磁石式マーカ1の検出精度が向上するという効果がある。
(実施例2)
次に、実施例2について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
【0046】
本実施例では、車速に応じて、レーンマーカセンサ3の出力信号の判定レベルを変更するものである。
a)まず、本実施例の磁石式マーカ1の検出原理を説明する。
図8に示す様に、車速が大きい場合と車速が小さい場合とでは、レーンマーカセンサ3の出力信号(電圧)のピークが異なる。
【0047】
つまり、レーンマーカセンサ3の直下の単位時間当たりの磁束密度の変化量は、車速に応じて変化し、車速が大きいほど出力信号のピークが高くなる。
従って、車速が大きいほど、判定レベルを高くすることにより、ノイズの影響を効果的に除去できるので、検出精度が向上する。
【0048】
b)次に、本実施例における制御処理を、図9のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図9のステップ200では、車速センサ7からの信号を、ADコンバータ(図示せず)を介して(演算装置9に)入力し、車速を検出する。
【0049】
続くステップ210にて、レーンマーカセンサ3により発生した出力信号を、ADコンバータを介して(演算装置9に)入力する。
続くステップ220では、記憶装置5に記憶したマップ等から、車速に応じた判定レベル(スレッシュホールドレベル)を求める。具体的には、車速が大きいほどスレッシュホールドレベルを高める。
【0050】
続くステップ230にて、ステップ210にて入力した出力信号を、前記ステップ220で求めた一定のスレッシュホールドレベルで監視して、そのスレッシュホールドレベルを超える(立ち上がり及び立ち下がりの)タイミングt1、t2、t3、t4等を求める。
【0051】
続くステップ240では、前記タイミングt1〜t4等より、車両が磁石式マーカ1を通過したタイミングを決定して、一旦本処理を終了する。
例えば、通過時間=(tn+tn+1)/2とする。 (但し、nは奇数)
この様に、本実施例では、車速に応じてスレッシュホールドレベルを変更することにより、より一層検出精度を上げることができる。
(実施例3)
次に、実施例3について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
【0052】
本実施例では、車速に応じて、レーンマーカセンサ3の出力信号のカットオフ周波数を変更するものである。
a)まず、本実施例の磁石式マーカ1の検出原理を説明する。
車速が大きい場合と車速が小さい場合とでは、レーンマーカセンサ3の出力信号(電圧)の周波数が異なる。
【0053】
つまり、レーンマーカセンサ3の直下の単位時間当たりの磁束密度の変化量は、車速に応じて変化し、車速が大きいほど出力信号の周波数が高くなる。
従って、本実施例では、車速に応じてカットオフ周波数を変更可能なフィルタ機能(いわゆるデジタルフィルタ)を搭載する。そして、車速が大きいほど、例えばバンドパスフィルタのカットオフ周波数を高くすることにより、ノイズの影響を効果的に除去できるので、検出精度が向上する。
【0054】
b)次に、本実施例における制御処理を、図10のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図10のステップ300では、車速センサ7からの信号を、ADコンバータを介して(演算装置9に)入力し、車速を検出する。
【0055】
続くステップ310にて、レーンマーカセンサ3により発生した出力信号を、ADコンバータを介して(演算装置9に)入力する。
続くステップ320では、記憶装置5に記憶した下記式(1)〜(3)の演算式等から、車速に応じた中心周波数f0、カットオフ周波数の下限fc、及びカットオフ周波数の上限fn求める。
【0056】
c=v/l …(1)
0=2fc …(2)
n=3fc …(3)
但し、f0:中心周波数、v:車速、l:磁石式マーカ敷設ピッチ
c:カットオフ周波数の下限、fn:カットオフ周波数の上限
つまり、カットオフ周波数は、車速と磁石式マーカ敷設ピッチにより求めることができる。
【0057】
例えば、車速が大きくなるほど、低周波側の帯域をカットするように、フィルタ(バンドパスフィルタ)を通過させる出力信号の周波数成分を変更する。
続くステップ330では、ステップ310にて入力した出力信号を、前記ステップ320で求めたカットオフ周波数fc、fnでカットする。
【0058】
続くステップ340では、カットされた出力信号を、所定の一定のスレッシュホールドレベルで監視して、そのスレッシュホールドレベルを超える(立ち上がり及び立ち下がりの)タイミングを求める。
続くステップ350では、前記タイミング等より、車両が磁石式マーカ1を通過したタイミングを決定して、一旦本処理を終了する。
【0059】
例えば、通過時間=(立ち上がり時間+立ち下がり時間)/2とする。
この様に、本実施例では、車速に応じてカットオフ周波数fc、fnを変更することにより、より一層検出精度を上げることができる。
尚、本発明は上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り、種々の態様で実施できることはいうまでもない。
【0061】
例えば、前記実施例3では、バンドパスフィルタを例に挙げたが、例えばローパスフィルタやハイパスフィルタを使用してもよい。
【0062】
また、デジタルフィルタではなく、ハード構成により(速度に応じて切り換える)フィルタを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 道路に埋設された磁石式マーカの状態を示す説明図である。
【図2】 道路に配置された磁石式マーカの配列の状態を示す説明図である。
【図3】 実施例1の磁石式マーカ検出装置を示す説明図である。
【図4】 実施例1のデータベースを示す説明図である。
【図5】 実施例1のn=4のM系列を示す説明図である。
【図6】 実施例1のレーンマーカセンサの出力信号を示し、(a)は反転しない場合の出力信号を示すグラフ、(b)は反転した場合の出力信号を示すグラフである。
【図7】 実施例1の制御処理を示すフローチャートである。
【図8】 実施例2のレーンマーカセンサの出力信号を示すグラフである。
【図9】 実施例2の制御処理を示すフローチャートである。
【図10】 実施例3の制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…磁石式マーカ(レーンマーカ)
3…レーンマーカセンサ
5…記憶装置
7…車速センサ
9…演算装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnet marker detection systems and magnet marker detection equipment capable of detecting a magnet type markers arranged in the road.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as a technique for detecting a vehicle position, a method of detecting a vehicle position by laying a magnetic marker (lane marker) on a road and detecting a pole (magnetic pole) of the magnetic marker row by the vehicle is known. Are known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since there are structures that naturally magnetize and generate a magnetic field, such as a steel pier, on the road, in the case of the technique of arranging the magnetic markers using the magnetic poles described above, a natural magnetic field is used. There was a problem that the detection accuracy of the magnetic marker was inferior due to the influence of the above.
[0004]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a detection accurate magnet marker detection systems and magnet marker detection equipment of magnet type marker.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
(1) According to the first aspect of the present invention, a magnetic marker detection is performed in which a magnetic marker is laid in the vehicle traveling direction on the road and the pole (magnetic pole) of the magnetic marker is attached to the vehicle. It is about the system.
[0006]
In the present invention, the magnetic marker poles are arranged according to a specific arrangement rule in which the next pole can be predicted from the already detected magnetic marker pole data.
For example, in the case of a repetitive arrangement of S poles and N poles, it can be seen that the next of the S poles is the N pole and the next of the N poles is the S pole. If it is arranged according to the rule, that is, the next pole from the previous pole arrangement (for example, M-sequence arrangement), the next pole is naturally understood, so such an arrangement is adopted. To do.
[0007]
In the magnetic marker detection device, since the arrangement rule of the magnetic marker is stored in the storage means, the storage means is based on the arrangement of the poles of the magnetic marker detected using the signal detection means so far. It is possible to predict (know) the pole of the next magnetic marker by the arrangement rule stored in (1).
[0008]
Therefore, when the pole of the next magnetic marker is predicted, the changing means determines the output signal of the signal detection means according to the predicted pole (so that the pole can be detected more suitably). Change processing.
That is, as will be described in detail later in claim 3, the output signal (sensor output signal) of the signal detection means (for example, the lane marker sensor) is used for the S pole and the N pole as illustrated in FIG. Since it is different, process the output signal when detecting the next pole so that the pole of the magnetic marker can be detected under the same conditions as much as possible (for example, align the order of peak and valley of the signal as before) ) Change.
[0009]
Thereby, the detection accuracy of the poles of the magnetic marker can be improved by eliminating the difference in the waveforms of the output signals of the S and N poles.
(2) In the invention of claim 2, the arrangement rule of the magnetic marker is an arrangement rule based on an M-sequence pseudo-random code.
[0010]
A kind of M-sequence code of a pseudo-random code, that is, an M-sequence spread code, is a sequence that is mathematically guaranteed not to have the same code in one period.
This M sequence is generated by performing feedback of mod2 addition from an n-stage shift register, and its code length (L) is 2 n -1.
[0011]
In the M sequence having a code length of 2 n −1, an arrangement of n codes (for example, [0001]) is important, and the characteristics of the arrangement of the M sequence are arbitrary consecutive n bits (for example, n = 4). Always has a different value from the other n bits.
In the present invention, the “part of continuous codes of the encoded magnetic marker array (that is, part of the continuous codes of the pseudo-random code)” that is the arrangement of the n codes is referred to as “partial code”. ".
[0012]
Therefore, if n-bit data can be recognized, it is possible to recognize the position of the n-bit data in the M series, and it is also possible to recognize the next n-bit data. That is, it can be predicted whether the next pole is the S pole or the N pole.
For example, if the partial code A shown in FIG. 5 can be recognized, it can be seen that the next partial code is B, and therefore the pole of each magnetic marker in the B partial code is also known. Can also be predicted.
[0013]
Here, the pseudo-random code (PN code) is a spreading code sequence used for spread spectrum communication, CDMA, etc., and an M-sequence pseudo-random code having a code length of 2 n -1 is within one period. All consecutive n or more codes have different properties.
(3) In the invention of claim 3, the changing means inverts the output signal of the signal detecting means (for example, lane marker sensor) according to the predicted pole of the magnetic marker.
[0014]
For example, as shown in FIG. 6A, since the output signal (sensor output signal) of the signal detection means is different between the S pole and the N pole, that is, the output voltage peaks and troughs are reversed between the S pole and the N pole. Therefore, if the determination level (threshold level) is used as it is, the determination timing is shifted between the S pole and the N pole (even if the S pole and the N pole appear in the same timing). As a result, the detection accuracy may deteriorate.
[0015]
Therefore, when the predicted next pole is different from the current pole, the output signal generated by the next pole is inverted as illustrated in FIG. 6B. Thereby, the order of the peaks and valleys of the electrical signal becomes the same, and the determination timing can be made uniform, so that the detection accuracy can be improved.
[0016]
(4) The invention of claim 4 shows a magnetic marker detection device used in the magnetic marker detection system according to any one of claims 1 to 3, and the magnetic marker detection device There exists an effect similar to Claim 1.
(5) In the invention of claim 5, the changing means inverts the output signal of the signal detecting means according to the predicted pole of the magnetic marker.
[0017]
Magnet marker detection apparatus of the present invention, that Sosu the same effects as claim 3.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the magnet marker detection system and a preferred embodiment of the magnet-type marker detection equipment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings by way of example (Example).
Example 1
a) First, the configuration of the magnetic marker detection system of this embodiment will be described.
[0027]
As shown in FIG. 1, in this embodiment, magnetic markers (lane markers) 1 are laid at specific intervals (for example, at equal intervals of 1 m) along the road traveling direction. In the magnet type marker 1, one of the magnet poles (S pole or N pole) is directed to the ground.
[0028]
As shown in FIG. 2, the magnetic marker 1 is laid on the road according to a pseudo-random code arrangement with a 0 code of a pseudo random code (here, for example, an M-sequence code) having an N pole and a 1 code as an S pole.
On the other hand, as shown in FIG. 3, the vehicle includes a lane marker sensor 3 that detects the pole of the magnetic marker 1 that has passed, a storage device 5 that stores a database of the arrangement of the magnetic marker 1, and the like. A magnetic marker detection device including a vehicle speed sensor 7 for detecting a speed (vehicle speed) and an arithmetic device 9 for performing detection processing of the pole of the next magnetic marker 1 from the information is mounted.
[0029]
Hereinafter, each structure of a magnet type marker detection apparatus is demonstrated.
The lane marker sensor 3 is mainly composed of an electromagnet, detects a change in voltage generated by crossing the magnetic field of the magnetic marker 1, and sends the information to the arithmetic unit 9.
[0030]
The storage device 5 is various storage devices such as an EEPROM, a ROM, a CD-ROM, and a DVD, for example, and stores database information indicating the arrangement of the magnetic markers 1 laid on the road.
The vehicle speed sensor 7 is a known vehicle speed sensor, and detects the vehicle speed from, for example, the number of rotations of the crankshaft.
[0031]
The arithmetic unit 9 is mainly composed of a microcomputer, and is based on information such as the arrangement of the poles detected by the lane marker sensor 3, the arrangement of the magnetic markers 1 stored in the database, the vehicle speed obtained from the vehicle speed sensor 7, and the like. Thus, the pole of the magnetic marker 1 is detected.
[0032]
Among these, as shown in FIG. 4, the database stored in the storage device 5 includes a partial code string obtained from an M-sequence code string (see FIG. 2) laid on the road, and the respective parts. It holds information (data) on the positional relationship of the code string.
That is, in an M sequence having a code length of 2 n −1, a relationship between a partial code composed of n pieces of data (for example, 4 pieces in this case) and a distance from a starting point (reference partial code) indicated by the partial code. Is remembered.
[0033]
b) Next, the detection principle of the magnetic marker 1 by the magnetic marker detection system of the present embodiment will be described.
・ (Pole prediction)
First, for example, as in the M sequence (n = 4) shown in FIG. 5, the first partial code [0001] (= A), the next partial code [0010] (= B), and the next partial code [0100]. Considering the case of arrangement as in (= C), if the partial code [0001] (= A) is recognized, then the partial code [0010] (= B ).
[0034]
Therefore, if the M-sequence code is stored in advance, the next pole of the partial code [0001] (= A) is “0”, that is, the N pole.
・ (Signal inversion)
Further, as shown in FIG. 6A, the waveform of the voltage output from the lane marker sensor 3 differs depending on whether the pole of the magnetic marker 1 is the S pole or the N pole. Specifically, the order of peaks and valleys of the voltage waveform differs between the S pole and the N pole.
[0035]
Therefore, if the determination level (threshold level) is applied to the voltage waveform as it is, the detection timing of the peak of the waveform is different between the S pole and the N pole even at the same vehicle speed (and at equal intervals). It will be.
Therefore, in this embodiment, for example, when the next of the S pole is the N pole, the waveform of the next N pole is inverted around the reference voltage as shown in FIG. 6B. As a result, the same peak / valley waveform is obtained for both the S pole and the N pole, so that the detection timing of the peak of the waveform is aligned, thereby improving the detection accuracy.
[0036]
c) Next, the procedure of the magnetic marker detection method implemented by the magnetic marker detection system of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step 100 of FIG. 7, a signal from the lane marker sensor 3 is input to the arithmetic device 9 while the vehicle is traveling.
[0037]
In the first stage, the output signal obtained from the lane marker sensor 3 has a slight peak shift between the S pole and the N pole as shown in FIG. 6A, but the output signal is used as it is. Then, the pole of the magnetic marker 1 is detected.
In the subsequent step 110, the arrangement of the poles is recognized from the detected information of at least n (here, for example, four) poles. That is, a 4-digit partial code in a binary number such as [0001] is recognized from the detected array.
[0038]
In the following step 120, the recognized 4-digit partial code is referred to as data in the database, and the position of the read partial code in the M-sequence arrangement indicating the arrangement of the magnetic markers 1 arranged on the road is located. Recognize
For example, when [0100] is read, the partial code [0100] is the third partial code [0100] (= C) based on the information in the database shown in FIG. 4 (or FIG. 5). recognize.
[0039]
In the following step 130, the recognized partial code [0100] is referred to the database of FIG. 5 to grasp the next pole.
That is, in the arrangement shown in FIG. 5, the next code after the recognized partial code [0100] is “1”, and since “1” indicates the S pole, the next detected pole is the S pole. You can know this in advance.
[0040]
In subsequent step 140, it is determined whether or not the latest recognized pole matches the next detected pole. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 160, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 150.
In step 150, for example, assuming that the output signal of the S pole has been used as it is (without being inverted) until now, the next pole is the N pole opposite to the S pole, so that the output signal is inverted. .
[0041]
Specifically, a signal (voltage) output from the lane marker sensor 3 is input to the arithmetic device 9 via a known AD converter (not shown). The arithmetic device 9 monitors the input signal. When the sensor output is a reference voltage for a certain time and the next pole detected by the host vehicle is the N pole, as shown in FIG. Inverts around the reference voltage.
[0042]
In step 160, the output signal inverted in step 150 (or the output signal as it is if not inverted) is monitored at a certain threshold level as shown in FIG. Timings t 1 , t 2 , t 3 , t 4, etc. that exceed the threshold level (or fall from the threshold level) are obtained.
[0043]
In the subsequent step 170, the timing at which the vehicle has passed the magnetic marker 1 is determined from the timings t 1 to t 4 and the like, and this processing is temporarily terminated.
For example, transit time = (t n + t n + 1 ) / 2. (However, n is an odd number)
c) In the present embodiment, the following effects can be obtained by the above-described configuration.
[0044]
In the present embodiment, on a certain road, the magnetic marker 1 is embedded so as to be an M-sequence array having a code length of 2 n −1. The number of partial codes (for example, four) is read, and the pole of the magnetic marker 1 next to the partial code is predicted (ascertained).
[0045]
If the predicted pole of the next magnetic marker 1 is different from the current pole (the latest one of the poles detected so far), the output voltage of the lane marker sensor 3 when the next pole is detected is Invert.
Thereby, since the voltage waveforms of the S pole and the N pole are aligned, the timing at which the vehicle has passed through the magnetic marker 1 can always be known accurately, and thus the detection accuracy of the magnetic marker 1 is improved.
(Example 2)
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same parts as the first embodiment will be omitted.
[0046]
In this embodiment, the determination level of the output signal of the lane marker sensor 3 is changed according to the vehicle speed.
a) First, the detection principle of the magnetic marker 1 of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 8, the peak of the output signal (voltage) of the lane marker sensor 3 differs between when the vehicle speed is high and when the vehicle speed is low.
[0047]
That is, the amount of change in magnetic flux density per unit time immediately below the lane marker sensor 3 changes according to the vehicle speed, and the peak of the output signal increases as the vehicle speed increases.
Therefore, the higher the vehicle speed, the higher the determination level, so that the influence of noise can be effectively removed, and the detection accuracy is improved.
[0048]
b) Next, the control processing in the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step 200 of FIG. 9, the signal from the vehicle speed sensor 7 is input (to the arithmetic unit 9) via an AD converter (not shown), and the vehicle speed is detected.
[0049]
In subsequent step 210, the output signal generated by the lane marker sensor 3 is input (to the arithmetic unit 9) via the AD converter.
In the subsequent step 220, a determination level (threshold level) corresponding to the vehicle speed is obtained from the map or the like stored in the storage device 5. Specifically, the threshold level is increased as the vehicle speed increases.
[0050]
In subsequent step 230, the output signal input in step 210 is monitored at the constant threshold level obtained in step 220, and timings t 1 , t exceeding the threshold level (rising and falling) are exceeded. 2 , t 3 , t 4, etc. are obtained.
[0051]
In step 240, from the timing t 1 ~t 4 etc., the vehicle by determining a timing which has passed through the magnet marker 1, and this processing ends.
For example, transit time = (t n + t n + 1 ) / 2. (However, n is an odd number)
Thus, in the present embodiment, the detection accuracy can be further improved by changing the threshold level according to the vehicle speed.
(Example 3)
Next, although Example 3 will be described, description of the same parts as those in Example 1 will be omitted.
[0052]
In this embodiment, the cutoff frequency of the output signal of the lane marker sensor 3 is changed according to the vehicle speed.
a) First, the detection principle of the magnetic marker 1 of this embodiment will be described.
The frequency of the output signal (voltage) of the lane marker sensor 3 differs between when the vehicle speed is high and when the vehicle speed is low.
[0053]
That is, the amount of change in magnetic flux density per unit time immediately below the lane marker sensor 3 changes according to the vehicle speed, and the frequency of the output signal increases as the vehicle speed increases.
Therefore, in this embodiment, a filter function (so-called digital filter) capable of changing the cutoff frequency according to the vehicle speed is mounted. And as the vehicle speed increases, for example, by increasing the cutoff frequency of the bandpass filter, the influence of noise can be effectively removed, so that the detection accuracy is improved.
[0054]
b) Next, the control processing in the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step 300 of FIG. 10, the signal from the vehicle speed sensor 7 is input via the AD converter (to the arithmetic unit 9), and the vehicle speed is detected.
[0055]
In the subsequent step 310, the output signal generated by the lane marker sensor 3 is input (to the arithmetic unit 9) via the AD converter.
In the subsequent step 320, the center frequency f 0 according to the vehicle speed, the lower limit f c of the cut-off frequency, and the upper limit f of the cut-off frequency are calculated from the arithmetic expressions of the following formulas (1) to (3) stored in the storage device 5. Find n .
[0056]
f c = v / l (1)
f 0 = 2f c (2)
f n = 3f c (3)
However, f 0 : Center frequency, v: Vehicle speed, l: Magnet marker laying pitch f c : Lower limit of cut-off frequency, f n : Upper limit of cut-off frequency, that is, the cut-off frequency is the vehicle speed and magnet marker laying pitch It can ask for.
[0057]
For example, as the vehicle speed increases, the frequency component of the output signal that passes through the filter (bandpass filter) is changed so as to cut the low frequency band.
In subsequent step 330, the output signal input in step 310 is cut at the cut-off frequencies f c and f n obtained in step 320.
[0058]
In the following step 340, the cut output signal is monitored at a predetermined constant threshold level, and a timing exceeding the threshold level (rising and falling) is obtained.
In the subsequent step 350, the timing at which the vehicle passes the magnetic marker 1 is determined from the timing and the like, and the present process is temporarily terminated.
[0059]
For example, passing time = (rise time + fall time) / 2.
As described above, in this embodiment, the detection accuracy can be further improved by changing the cutoff frequencies f c and f n according to the vehicle speed.
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be carried out in various modes without departing from the technical scope of the present invention.
[0061]
For example, in the third embodiment, the band-pass filter is taken as an example, but a low-pass filter or a high-pass filter may be used, for example.
[0062]
Further, instead of a digital filter, a filter (switching according to speed) may be configured by a hardware configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state of a magnetic marker embedded in a road.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state of arrangement of magnetic markers arranged on a road.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a magnet type marker detection device according to a first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a database according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an M sequence of n = 4 according to the first embodiment.
6A and 6B show output signals of the lane marker sensor of Example 1, where FIG. 6A is a graph showing output signals when not inverted, and FIG. 6B is a graph showing output signals when inverted.
FIG. 7 is a flowchart illustrating control processing according to the first exemplary embodiment.
8 is a graph showing an output signal of a lane marker sensor of Example 2. FIG.
FIG. 9 is a flowchart illustrating control processing according to the second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating control processing according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Magnetic marker (lane marker)
3 ... Lane marker sensor 5 ... Storage device 7 ... Vehicle speed sensor 9 ... Arithmetic unit

Claims (5)

道路上の車両進行方向に磁石式マーカを敷設し、その磁石式マーカの極を車両に取り付けた磁石式マーカ検出装置により検出する磁石式マーカ検出システムにおいて、
既に検出した前記磁石式マーカの極のデータから次の極が予測可能な特定の配列ルールに従って、前記磁石式マーカの極を配置するシステムを構成するとともに、
前記磁石式マーカ検出装置は、
前記磁石式マーカの極の配列ルールを記憶する記憶手段と、
前記磁石式マーカの極の磁界を横切ることによって生ずる電気信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段を用いて磁石式マーカの極を検出した場合には、前記記憶手段に記憶した配列ルールにより、次の磁石式マーカの極を予測する予測手段と、
前記予測手段により次の磁石式マーカの極を予測した場合には、該予測した極に応じて前記信号検出手段の出力信号の処理を変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とする磁石式マーカ検出システム。
In a magnetic marker detection system in which a magnetic marker is laid in the vehicle traveling direction on the road and the magnetic marker pole is detected by a magnetic marker detection device attached to the vehicle,
In accordance with a specific arrangement rule in which the next pole can be predicted from the magnetic marker pole data that has already been detected, a system for arranging the poles of the magnetic marker is configured.
The magnet type marker detection device,
Storage means for storing an arrangement rule of poles of the magnetic marker;
Signal detection means for detecting an electrical signal generated by crossing the magnetic field of the pole of the magnetic marker;
When the pole of the magnetic marker is detected using the signal detection means, a prediction means for predicting the pole of the next magnetic marker according to the arrangement rule stored in the storage means;
When predicting the pole of the next magnetic marker by the predicting means, changing means for changing the processing of the output signal of the signal detecting means according to the predicted pole;
A magnet type marker detection system comprising:
前記磁石式マーカの極の配列ルールは、M系列の疑似ランダム符号による配列ルールであることを特徴とする前記請求項1に記載の磁石式マーカ検出システム。 The magnet marker detection system according to claim 1, wherein the magnet ruler pole arrangement rule is an arrangement rule based on an M-sequence pseudo-random code. 前記変更手段は、前記予測した磁石式マーカの極に応じて、前記信号検出手段の出力信号を反転することを特徴とする前記請求項1又は2に記載の磁石式マーカ検出システム。 3. The magnetic marker detection system according to claim 1, wherein the changing unit inverts an output signal of the signal detection unit according to the predicted pole of the magnetic marker. 前記請求項1〜3のいずれかに記載の磁石式マーカ検出システムに用いられる磁石式マーカ検出装置であって、
前記磁石式マーカの極の配列ルールを記憶する記憶手段と、
前記磁石式マーカの極の磁界を横切ることによって生ずる電気信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段を用いて磁石式マーカの極を検出した場合には、前記記憶手段に記憶した配列ルールにより、次の磁石式マーカの極を予測する予測手段と、
前記予測手段により次の磁石式マーカの極を予測した場合には、該予測した極に応じて前記信号検出手段の出力信号の処理を変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とする磁石式マーカ検出装置。
A magnetic marker detection device used in the magnetic marker detection system according to any one of claims 1 to 3,
Storage means for storing an arrangement rule of poles of the magnetic marker;
Signal detection means for detecting an electrical signal generated by crossing the magnetic field of the pole of the magnetic marker;
When the pole of the magnetic marker is detected using the signal detection means, a prediction means for predicting the pole of the next magnetic marker according to the arrangement rule stored in the storage means;
When predicting the pole of the next magnetic marker by the predicting means, changing means for changing the processing of the output signal of the signal detecting means according to the predicted pole;
A magnet type marker detection device comprising:
前記変更手段は、前記予測した磁石式マーカの極に応じて、前記信号検出手段の出力信号を反転することを特徴とする前記請求項4に記載の磁石式マーカ検出装置。 5. The magnetic marker detection apparatus according to claim 4, wherein the changing unit inverts the output signal of the signal detection unit according to the predicted pole of the magnetic marker.
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