特許 6365601 磁気マーカ検出システム及び磁気マーカ検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6365601

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】磁気マーカ検出システム及び磁気マーカ検出方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20060101AFI20180723BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 A

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-136904(P2016-136904)

(22)【出願日】2016年7月11日

(65)【公開番号】特開2018-10356(P2018-10356A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2018年1月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000116655

【氏名又は名称】愛知製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129654

【弁理士】

【氏名又は名称】大池 達也

(72)【発明者】

【氏名】山本 道治

(72)【発明者】

【氏名】長尾 知彦

(72)【発明者】

【氏名】青山 均

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１−２４０９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１１９０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／００−１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の前後方向において離隔する少なくとも２箇所に設けたマーカ検出手段を利用し、走行路に配設された磁気マーカを検出する磁気マーカ検出システムであって、
前側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出結果、及び後ろ側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出結果のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、磁気マーカを検出したか否かの判定を確定させる判定手段を有し、
該判定手段では、上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちの一方が磁気マーカを検出した時点を基準とする所定の期間内に、他方のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出したことが、磁気マーカを検出した旨の判定を確定するための条件として設定されている磁気マーカ検出システム。

【請求項2】

請求項１において、上記前側のマーカ検出手段が磁気マーカを検出したとき、上記後ろ側のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出すると予測される時点を含む時間的な期間を、上記所定の期間として設定する期間設定手段を有する磁気マーカ検出システム。

【請求項3】

請求項２において、上記後ろ側のマーカ検出手段は、上記所定の期間において磁気マーカの検出処理を実行する磁気マーカ検出システム。

【請求項4】

請求項２又は３のいずれか１項において、上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちのいずれか一方が択一的に磁気マーカの検出処理を実行し、
上記所定の期間においては、上記後ろ側のマーカ検出手段が検出処理を実行する一方、それ以外の動作中の期間では、上記前側のマーカ検出手段が検出処理を実行する磁気マーカ検出システム。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項において、車両の速度である車速に応じて上記所定の期間の長さが相違し、車速が高いほど上記所定の期間が短い期間である磁気マーカ検出システム。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項において、上記マーカ検出手段は、磁気マーカに相対する車両の横ずれ量を検出可能であり、
上記判定手段が判定を確定するための指標値には、上記前側のマーカ検出手段が検出した第１の横ずれ量と、上記後ろ側のマーカ検出手段が検出した第２の横ずれ量と、の差分である変動量が含まれている磁気マーカ検出システム。

【請求項7】

車両の前後方向において離隔する少なくとも２箇所に設けたマーカ検出手段を利用し、走行路に配設された磁気マーカを検出する磁気マーカ検出方法であって、
前側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出処理を実行する第１の検出ステップと、
上記前側のマーカ検出手段により磁気マーカが検出されたとき、当該検出の時点に基づき、後ろ側のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出できる時点を予測し、当該検出できる時点を含む所定の期間を設定する期間設定ステップと、
該期間設定ステップで設定された所定の期間において、上記後ろ側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出処理を実行する第２の検出ステップと、を含む磁気マーカ検出方法。

【請求項8】

請求項７において、上記前側のマーカ検出手段により磁気マーカが検出されるまで、上記第１の検出ステップが繰り返し実行される磁気マーカ検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路に敷設された磁気マーカを検出するための磁気マーカ検出システム及び磁気マーカ検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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を用いて、例えば車線に沿って敷設された磁気マーカを車両の磁気センサ等で検出できれば、自動操舵制御や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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２０２４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上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、磁気センサ等に作用する様々な外乱磁気に起因し、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。例えば併走する車両やすれ違う車両なども外乱磁気の発生源となり得る。

【0005】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、検出確実性が高い磁気マーカ検出システム及び磁気マーカ検出方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、車両の前後方向において離隔する少なくとも２箇所に設けたマーカ検出手段を利用し、走行路に配設された磁気マーカを検出する磁気マーカ検出システムであって、
前側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出結果、及び後ろ側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出結果のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、磁気マーカを検出したか否かの判定を確定させる判定手段を有し、
該判定手段では、上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちの一方が磁気マーカを検出した時点を基準とする所定の期間内に、他方のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出したことが、磁気マーカを検出した旨の判定を確定するための条件として設定されている磁気マーカ検出システムにある（請求項１）。

【0007】

本発明の一態様は、車両の前後方向において離隔する少なくとも２箇所に設けたマーカ検出手段を利用し、走行路に配設された磁気マーカを検出する磁気マーカ検出方法であって、
前側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出処理を実行する第１の検出ステップと、
上記前側のマーカ検出手段により磁気マーカが検出されたとき、当該検出の時点に基づき、後ろ側のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出できる時点を予測し、当該検出できる時点を含む所定の期間を設定する期間設定ステップと、
該期間設定ステップで設定された所定の期間において、上記後ろ側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出処理を実行する第２の検出ステップと、を含む磁気マーカ検出方法にある（請求項７）。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る磁気マーカ検出システムは、車両の前後方向に離隔する少なくとも２箇所に配設されたマーカ検出手段を利用し、磁気マーカの検出精度を向上したシステムである。この磁気マーカ検出システムでは、上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちの一方が磁気マーカを検出した時点を基準とする所定の期間内に、他方のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出したことが、磁気マーカの検出を確定的に判定するための条件として設定されている。そのため、上記前側のマーカ検出手段、及び上記後ろ側のマーカ検出手段で誤検出が発生した場合であっても、磁気マーカを検出した旨の誤った判定が直ちに確定することがない。

【0009】

本発明に係る磁気マーカ検出方法では、上記前側のマーカ検出手段による磁気マーカの検出に応じて設定された所定の期間において、上記後ろ側のマーカ検出手段が磁気マーカの検出処理を実行する。そのため、上記前側のマーカ検出手段で誤検出が発生しても、直ちにその誤検出が確定することがない。また、上記後ろ側のマーカ検出手段は、上記前側のマーカ検出手段により磁気マーカが検出されたときに検出処理を実行するため、誤検出が発生する可能性が低くなっている。仮に上記前側の磁気センサが誤検出を発生した場合であっても、この誤検出に対応して設定された上記所定の期間において、上記後ろ側の磁気センサが磁気マーカを検出しなければ、上記前側の磁気センサの検出結果が間違いである、あるいは信頼性が低いといった判断が可能である。

【0010】

このように本発明に係る磁気マーカ検出システム及び磁気マーカ検出方法は、磁気マーカを確実性高く検出するシステムあるいは方法である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１における、センサユニットを取り付けた車両を見込む正面図。

【図2】実施例１における、磁気マーカ検出システムの構成図。

【図3】実施例１における、磁気マーカ検出システムの電気的な構成を示すブロック図。

【図4】実施例１における、磁気センサの構成を示すブロック図。

【図5】実施例１における、磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気分布の時間的な変化を例示する説明図。

【図6】実施例１における、磁気マーカを通過する際の磁気計測値のピーク値の時間的な変化を例示する説明図。

【図7】実施例１における、磁気マーカ検出システムによる処理の流れを示すフロー図。

【図8】実施例１における、後ろ側のセンサユニットによる検出期間の説明図。

【図9】実施例１における、磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気勾配の時間的な変化を例示する説明図。

【図10】実施例２における、磁気マーカ検出システムによる処理の流れを示すフロー図。

【図11】実施例２における、所定の期間の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明における好適な態様について説明する。
本発明の磁気マーカ検出システムでは、磁気マーカを検出した旨の判定を確定するための条件として、上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちの一方のマーカ検出手段が磁気マーカを検出した時点を基準とする所定の期間内に、他方のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出したことが設定されている。この所定の期間は、上記一方のマーカ検出手段がいずれであるかに応じて、基準の時点に対する過去の期間か未来の期間か、が異なってくる。上記一方のマーカ検出手段が前側のマーカ検出手段であった場合には、上記所定の期間は上記基準の時点に対する未来の期間となる一方、後ろ側の場合には過去の期間となる。

【0013】

本発明の磁気マーカ検出システムは、上記前側のマーカ検出手段が磁気マーカを検出したとき、上記後ろ側のマーカ検出手段が同じ磁気マーカを検出すると予測される時点を含む時間的な期間を、上記所定の期間として設定する期間設定手段を有するシステムであると良い（請求項２）。
この場合には、上記前側のマーカ検出手段が磁気マーカを検出したとき、上記後ろ側のマーカ検出手段が上記所定の期間において同じ磁気マーカを検出できたか否かにより、上記前側のマーカ検出手段による検出の正否を確認できる。

【0014】

上記後ろ側のマーカ検出手段は、上記所定の期間において磁気マーカの検出処理を実行すると良い（請求項３）。
この場合には、上記所定の期間において上記後ろ側のマーカ検出手段が検出処理を実行することで、上記前側のマーカ検出手段による検出の正否を効率良く確認できる。

【0015】

本発明の磁気マーカ検出システムは、上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちのいずれか一方が択一的に磁気マーカの検出処理を実行し、
上記所定の期間においては、上記後ろ側のマーカ検出手段が検出処理を実行する一方、それ以外の動作中の期間では、上記前側のマーカ検出手段が検出処理を実行すると良い（請求項４）。

【0016】

上記前側及び後ろ側のマーカ検出手段のうちのいずれか一方が択一的に上記磁気マーカの検出処理を実行する場合には、システム全体での演算処理の負荷を抑制できる。また、検出処理を並行して実行する必要がなければハードウェアを小規模に構成でき、ハードウェアコストを抑制できる。

【0017】

車両の速度である車速に応じて上記所定の期間の長さが相違し、車速が高いほど上記所定の期間が短い期間であると良い（請求項５）。
上記マーカ検出手段の検出範囲が一定であれば、その検出範囲を磁気マーカが通過するのに要する時間は車速が高いほど短くなる。仮に上記所定の期間が車速に関わらず一定であると、当該所定の期間のうち、上記マーカ検出手段の検出範囲に磁気マーカが位置しており検出が可能である時間の割合が車速に応じて変化する。車速が高いほど、この割合が低くなり、誤検出が発生する可能性が高くなる。

【0018】

そこで、上記のように車速が高いほど上記所定の期間を短くすれば、当該所定の期間のうち、上記マーカ検出手段の検出範囲に磁気マーカが位置する時間の割合を高くできる。これにより上記所定の期間において、検出範囲内に磁気マーカが位置しないにも関わらず検出処理を試みる回数を少なくでき、誤検出を未然に回避できる。

【0019】

上記マーカ検出手段は、磁気マーカに相対する車両の横ずれ量を検出可能であり、
上記判定手段が判定を確定するための指標値には、上記前側のマーカ検出手段が検出した第１の横ずれ量と、上記後ろ側のマーカ検出手段が検出した第２の横ずれ量と、の差分である変動量が含まれていると良い（請求項６）。

【0020】

この場合には、車両が磁気マーカを通過する際の上記横ずれ量の変動量が妥当であるか否かに応じて誤検出を発見できる。例えば、上記前側のマーカ検出手段及び上記後ろ側のマーカ検出手段の両方が磁気マーカを検出した場合であっても、上記横ずれ量が過大である場合には、磁気マーカを検出した旨の判定の信頼性が高くない、あるいは誤検出であるといった判断が可能になる。

【0021】

本発明に係る磁気マーカ検出方法においては、上記前側のマーカ検出手段により磁気マーカが検出されるまで、上記第１の検出ステップが繰り返し実行されると良い（請求項８）。
この場合には、上記期間設定ステップや上記第２の検出ステップを無駄に実行する必要がなくなり、ハードウェア的な資源を効率良く活用できるようになる。

【実施例】

【0022】

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を検出するための磁気マーカ検出方法及び磁気マーカ検出システム１に関する例である。この内容について、図１〜図９を用いて説明する。

【0023】

磁気マーカ検出システム１は、図１〜図３のごとく、道路（走行路）に敷設された磁気マーカ１０を検出するための車両側のシステムであり、磁気センサＣｎ（ｎは１〜１５の整数）を含むセンサユニット（マーカ検出手段）１１と、センサユニット１１を制御する検出ユニット１２と、の組み合わせにより構成されている。以下、磁気マーカ１０を概説した後、磁気マーカ検出システム１を構成するセンサユニット１１、検出ユニット１２を説明する。

【0024】

磁気マーカ１０は、車両５が走行する車線１００の中央に沿うように路面１００Ｓに敷設される道路マーカである。この磁気マーカ１０は、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなし、路面１００Ｓに設けた孔への収容が可能である。磁気マーカ１０をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットであり、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝６．４ｋＪ／ｍ^３という特性を備えている。この磁気マーカ１０は、路面１００Ｓに穿設された孔に収容された状態で敷設される。

【0025】

本例の磁気マーカ１０の仕様の一部を表１に示す。

【表1】

この磁気マーカ１０は、磁気センサＣｎの取付け高さとして想定する範囲１００〜２５０ｍｍの上限の２５０ｍｍ高さにおいて、８μＴ（８×１０^−６Ｔ）の磁束密度の磁気を作用できる。

【0026】

次に、磁気マーカ検出システム１を構成するセンサユニット１１及び検出ユニット１２について説明する。
センサユニット１１は、図１及び図２のごとく、車両５の底面に当たる車体フロア５０に取り付けられるユニットである。磁気マーカ検出システム１では、車両５の前後方向における離隔した２箇所にセンサユニット１１が配置されている。なお、以下の説明では、車両の前後方向における前側のセンサユニット１１と後ろ側のセンサユニット１１との間隔をセンサスパンＳとする。

【0027】

前側のセンサユニット１１は、フロントバンパーの内側付近に取り付けられ、後ろ側のセンサユニット１１は、リアバンパーの内側付近に取り付けられている。本例の車両５の場合、路面１００Ｓを基準とした取付け高さがいずれも２００ｍｍとなっている。
各センサユニット１１は、図２及び図３のごとく、車幅方向に沿って一直線上に配列された１５個の磁気センサＣｎと、図示しないＣＰＵ等を内蔵した検出処理回路１１０と、を備えている。

【0028】

検出処理回路１１０（図３）は、磁気マーカ１０を検出するためのマーカ検出処理（検出処理）などの各種の演算処理を実行する演算回路である。この検出処理回路１１０は、各種の演算を実行するＣＰＵ（central processing unit）のほか、ＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ素子等の素子を利用して構成されている。

【0029】

検出処理回路１１０は、各磁気センサＣｎが出力するセンサ信号を取得してマーカ検出処理等を実行する。検出処理回路１１０が演算した磁気マーカ１０の検出結果は、全て検出ユニット１２に入力される。なお、前側及び後ろ側のセンサユニット１１は、いずれも３ｋＨｚ周期でマーカ検出処理を実行可能である。

【0030】

ここで、磁気センサＣｎの構成を説明しておく。本例では、磁気センサＣｎとして、ＭＩ素子２１と駆動回路とが一体化された１チップのＭＩセンサを採用している（図４参照。）。ＭＩ素子２１は、ＣｏＦｅＳｉＢ系合金製のほぼ零磁歪であるアモルファスワイヤ２１１と、このアモルファスワイヤ２１１の周囲に巻回されたピックアップコイル２１３と、を含む素子である。磁気センサＣｎは、アモルファスワイヤ２１１にパルス電流を印加したときにピックアップコイル２１３に発生する電圧を計測することで、アモルファスワイヤ２１１に作用する磁気を検出する。ＭＩ素子２１は、感磁体であるアモルファスワイヤ２１１の軸方向に検出感度を有している。本例のセンサユニット１１の各磁気センサＣｎでは、鉛直方向に沿ってアモルファスワイヤ２１１が配設されている。

【0031】

駆動回路は、アモルファスワイヤ２１１にパルス電流を供給するパルス回路２３と、ピックアップコイル２１３で生じた電圧を所定タイミングでサンプリングして出力する信号処理回路２５と、を含む電子回路である。パルス回路２３は、パルス電流の元となるパルス信号を生成するパルス発生器２３１を含む回路である。信号処理回路２５は、パルス信号に連動して開閉される同期検波２５１を介してピックアップコイル２１３の誘起電圧を取り出し、増幅器２５３により所定の増幅率で増幅する回路である。この信号処理回路２５で増幅された信号がセンサ信号として外部に出力される。

【0032】

磁気センサＣｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ミリテスラであって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２マイクロテスラという高感度のセンサである。このような高感度は、アモルファスワイヤ２１１のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するというＭＩ効果を利用するＭＩ素子２１により実現されている。さらに、この磁気センサＣｎは、３ｋＨｚ周期での高速サンプリングが可能で、車両の高速走行にも対応している。本例では、センサユニット１１による磁気計測の周期が３ｋＨｚに設定され、センサユニット１１は、磁気計測を実施する毎にセンサ信号を検出ユニット１２に入力する。

【0033】

磁気センサＣｎの仕様の一部を表２に示す。

【表2】

【0034】

上記のように、磁気マーカ１０は、磁気センサＣｎの取付け高さとして想定する範囲１００〜２５０ｍｍにおいて８μＴ（８×１０^−６Ｔ）以上の磁束密度の磁気を作用できる。磁束密度８μＴ以上の磁気を作用する磁気マーカ１０であれば、磁束分解能が０．０２μＴの磁気センサＣｎを用いて確実性高く検出可能である。

【0035】

検出ユニット１２は、図１〜図３のごとく、前側及び後ろ側のセンサユニット１１を制御すると共に、各センサユニット１１の検出結果を利用して最終的な検出結果を確定して出力するユニットである。この検出ユニット１２には、前側及び後ろ側のセンサユニット１１のほか、車速センサや車両ＥＣＵ等が電気的に接続されている。検出ユニット１２が出力する検出結果は、図示しない車両ＥＣＵに入力され、車線維持のための自動操舵制御や車線逸脱警報や自動運転など、車両側の各種の制御に利用される。

【0036】

検出ユニット１２は、各種の演算を実行するＣＰＵのほか、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子等が実装された電子基板（図示略）を備えるユニットである。検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１、後ろ側のセンサユニット１１の動作を制御すると共に、各センサユニット１１の検出結果を統合して最終的な検出結果を確定して出力する。

【0037】

検出ユニット１２は、以下の各手段としての機能を備えている。
（ａ）判定手段：前側のセンサユニット１１による検出結果、及び後ろ側のセンサユニット１１による検出結果のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、磁気マーカ１０を検出したか否かの判定を確定させる手段。
（ｂ）期間設定手段：前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したとき、後ろ側のセンサユニット１１が同じ磁気マーカ１０を検出できる時点を予測し、その検出できる時点を含む時間的な期間を検出期間（所定の期間）として設定する手段。

【0038】

次に、各センサユニット１１が磁気マーカ１０を検出するための（１）マーカ検出処理について説明し、続いて（２）磁気マーカ検出システム１の全体動作の流れを説明する。
（１）マーカ検出処理
前側及び後ろ側のセンサユニット１１は、検出ユニット１２により指定された後述する期間において、３ｋＨｚの周期でマーカ検出処理を実行する。センサユニット１１は、マーカ検出処理の実行周期（ｐ１〜ｐ７）毎に、１５個の磁気センサＣｎのセンサ信号が表す磁気計測値をサンプリングして車幅方向の磁気分布を得る（図５参照。）。この車幅方向の磁気分布のうちのピーク値は、同図のごとく、磁気マーカ１０を通過するときに最大となる（図５中のｐ４の周期）。

【0039】

磁気マーカ１０が敷設された車線１００に沿って車両５が走行する際には、上記の車幅方向の磁気分布のピーク値が、図６のように磁気マーカ１０を通過する毎に大きくなる。マーカ検出処理では、このピーク値に関する閾値判断が実行され、所定の閾値以上であったときに磁気マーカ１０を検出したと判断される。

【0040】

なお、センサユニット１１は磁気マーカ１０を検出した際には、いずれの磁気センサＣｎの磁気計測値がピーク値であったかを特定する。そして、センサユニット１１の中央に対する特定した磁気センサの車幅方向の位置ずれ量を、磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量として検出する。なお、車幅方向の磁気分布を曲線近似し、ピーク値の位置を１５個の磁気センサの間隔よりも細かい精度で特定すれば、横ずれ量の精度を一層向上できる。

【0041】

（２）磁気マーカ検出システム１の全体動作
磁気マーカ検出システム１の全体動作について、主に検出ユニット１２を主体として、図７のフロー図を用いて説明する。
検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１に上記のマーカ検出処理を実行させ（Ｓ１０１、第１の検出ステップ）、磁気マーカ１０を検出するまで繰り返し実行させる（Ｓ１０２：ＮＯ）。検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１から磁気マーカ１０を検出した旨の入力を受けたとき（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、後ろ側のセンサユニット１１にマーカ検出処理を実行させる時間的な期間である検出期間を設定する（Ｓ１０３、期間設定ステップ）。

【0042】

具体的には、検出ユニット１２は、図８のごとく、まず、車速センサで計測した車速（車両の速度）Ｖ（ｍ／秒）により上記のセンサスパンＳ（ｍ）を除算した所要時間δｔａを、前側のセンサユニット１１による磁気マーカ１０の検出の時点である時刻ｔ１に加算する。このように時刻ｔ１に所要時間δｔａを加算すれば、後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出できる時点の時刻ｔ２を予測できる。そして、検出ユニット１２は、基準距離である１（ｍ）を車速Ｖ（ｍ／秒）で除算した区間時間δｔｂを時刻ｔ２から差し引いた時刻（ｔ２−δｔｂ）を始期とし、区間時間δｔｂを時刻ｔ２に加算した時刻（ｔ２＋δｔｂ）を終期とした時間的な区間を検出期間として設定する。なお、基準距離については、センサユニット１１の検出範囲等を考慮して適宜変更可能である。

【0043】

検出ユニット１２は、図８の検出期間内において、後ろ側のセンサユニット１１にマーカ検出処理を繰り返し実行させる（Ｓ１０４：ＮＯ→Ｓ１１４、第２の検出ステップ）。このマーカ検出処理の内容については、ステップＳ１０１の前側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理と同様である。検出ユニット１２は、検出期間が終了すると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出できたか否かに応じて（Ｓ１０５）、磁気マーカ１０を検出したか否かの判定を確定して出力する（Ｓ１０６、Ｓ１１６）。

【0044】

検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１による磁気マーカ１０の検出に続いて（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、上記の検出期間（図８）において、後ろ側のセンサユニット１１でも磁気マーカ１０を検出できたとき（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、磁気マーカ１０を検出した旨を確定して車両ＥＣＵなどに出力する（Ｓ１０６）。なお、後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したとき、検出期間の終了を待たずに上記のステップＳ１０６に移行しても良い。

【0045】

一方、前側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０を検出できたが（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、上記の検出期間（図８）において、後ろ側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０を検出できなかった場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、検出ユニット１２は、最終的な判定として、磁気マーカ１０を検出しなかった旨を確定して出力する（Ｓ１１６）。

【0046】

以上のように構成された磁気マーカ検出システム１によれば、例えば、前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を誤検出した場合であっても、直ちに誤検出に至ることがない。前側のセンサユニット１１による磁気マーカ１０の検出は、後ろ側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理の契機となるだけだからである。

【0047】

この磁気マーカ検出システム１では、前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出した時点を基準とする検出期間（所定の期間）内に、後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したことが、磁気マーカ１０を検出した旨の判定を確定するための条件となっている。この条件が満たされたとき、磁気マーカ１０を検出した旨の判定が確定する。後ろ側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理は、前側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０が検出された場合のみ実行されるため、誤検出の可能性が少なくなっている。

【0048】

このように磁気マーカ検出システム１は、複数のセンサユニット１１を利用して時間的なタイミングを僅かにずらしてマーカ検出処理を実行する。そして、複数のセンサユニット１１が同じ磁気マーカ１０を検出できたときに、磁気マーカ１０を検出した旨の判定を確定させる。この磁気マーカ検出システム１では、複数のセンサユニット１１がそれぞれマーカ検出処理を実行することで、検出確実性が向上している。

【0049】

本例では、前側及び後ろ側のセンサユニット１１がマーカ検出処理を実行する構成を例示したが、各磁気センサＣｎのセンサ信号を全て検出ユニット１２に取り込み、全ての処理を検出ユニット１２で実行する構成を採用することも良い。磁気マーカ検出システム１の動作中では、前側及び後ろ側のセンサユニット１１のうちのいずれか一方が択一的にマーカ検出処理を実行している。検出期間では、後ろ側のセンサユニット１１がマーカ検出処理を実行する一方、それ以外のシステム動作中の期間では、前側のセンサユニット１１がマーカ検出処理を実行する。磁気マーカ検出システム１はセンサユニット１１を２つ備える一方、２つのセンサユニット１１のマーカ検出処理が同時に実行されることがない。それ故、各磁気センサＣｎのセンサ信号を全て検出ユニット１２に取り込み、全ての処理を検出ユニット１２で実行する構成を容易に採用できる。このような構成を採用すれば、ハードウェアの規模を抑制できコストを抑制できる。

【0050】

磁気マーカ検出システム１では、後ろ側のセンサユニット１１がマーカ検出処理を実行する検出期間（図８）の長さが車速に応じて変動する。この検出期間の長さは、車速が高いほど短く、車速が低いほど長くなっている。このような構成を採用すれば、検出期間のうち、後ろ側のセンサユニット１１の検出範囲に磁気マーカ１０が位置しない時間の割合を抑制することで、誤検出の発生を未然に抑制できる。

【0051】

なお、前側及び後ろ側のセンサユニット１１について、マーカ検出処理を常時実行することも良い。この場合、前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したとき、図８の検出期間と同様に所定の期間を設定し、この所定の期間における後ろ側のセンサユニット１１の検出結果を利用して最終的な検出結果を確定させると良い。前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出した後、所定の期間内に後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したとき、磁気マーカ１０を検出した旨の判定を確定させると良い。

【0052】

なお、検出か否かの閾値（図６参照。）を、前側のセンサユニット１１と後ろ側のセンサユニット１１とで異ならせることも良い。例えば、前側のセンサユニット１１の閾値を緩く設定する一方、後ろ側のセンサユニット１１の閾値を厳しく設定することも良い。この場合には、前側のセンサユニット１１による磁気マーカ１０の検出漏れを抑制できると共に、後ろ側のセンサユニット１１による磁気マーカの検出確実性を確保できる。

【0053】

前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したときの第１の横ずれ量、及び後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したときの第２の横ずれ量を、検出ユニット１２に入力することも良い。検出ユニット１２は、２つの横ずれ量の差分である変動量を、磁気マーカ１０を検出したか否かを確定的に判定するための指標値の一つとすると良い。例えば、センサスパンＳ（図２）に対して変動量が過大であれば、前側のセンサユニット１１と後ろ側のセンサユニット１１が検出した磁気マーカ１０を同一のものと判定することが適当ではなく、検出結果の信頼性が低い、あるいは磁気マーカ１０を未検出と判定できる。

【0054】

本例では、センサユニット１１を車両の前後方向における２箇所に設けている。これに代えて、車両の前後方向における３箇所以上にセンサユニット１１を設けることも良い。前後方向の位置が異なる任意の２箇所の組み合わせについて、本例の磁気マーカ検出方法を適用でき、異なる２箇所の組み合わせを複数組み合わせることも良い。例えば、前後方向における前、中央、後ろの３箇所のセンサユニットであれば、前と後ろの組み合わせ、前と中央の組み合わせ、中央と後ろの組み合わせについて、磁気マーカ検出方法を適用できる。そして、３種類の組み合わせに由来する３つの結果を組み合わせて、検出か否かの判定を確定させることもできる。例えば、３つの結果が全て検出であるときに検出と判定しても良いし、多数決で検出か否かを判定しても良い。

【0055】

センサユニット１１には、地磁気のほか、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に由来して、各磁気センサＣｎには一様に近い磁気的なノイズであるコモンノイズが作用している。このようなコモンノイズは、センサユニット１１の各磁気センサＣｎに対して一様に近く作用する可能性が高い。そこで、車幅方向に配列された各磁気センサＣｎの磁気計測値の差分値を利用して磁気マーカ１０を検出することも良い。車幅方向の磁気勾配を表すこの差分値では、各磁気センサＣｎに一様に近く作用するコモンノイズが効果的に抑制されている。差分値の分布波形は、図９のように、磁気マーカ１０の車幅方向の位置に対応してゼロクロスが生じ、そのゼロクロスの両側で正負が逆の互い違いのふた山の波形となる。

【0056】

センサユニット１１を取り付けた車両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の真上で最大振幅となる（ｐ４の周期）。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る。上記のような差分値の分布波形を利用して磁気マーカ１０を検出するには、例えば、ゼロクロスの両側の正負のふた山の振幅に関する閾値判断を適用すると良い。横ずれ量として、ゼロクロスの位置を特定すると良い。直線近似あるいは曲線近似を利用してゼロクロスの位置を精度高く特定することも有効である。

【0057】

１５個の磁気センサＣｎを備える前側のセンサユニット１１に代えて、１個の磁気センサを備えるセンサユニットを採用しても良い。この磁気センサの磁気計測値を検出ユニット１２に入力し、検出ユニット１２でマーカ検出処理を実行することも良い。このように前側の磁気センサは磁気マーカ１０の有無の検出のみに利用し、後ろ側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０の有無と横ズレ量とを検出するようにしても良い。この場合には、システム構成を簡略にでき、コストを抑制できる。なお、後ろ側の磁気センサは磁気マーカ１０の有無の検出のみに利用し、前側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０の有無と横ズレ量とを検出する構成であっても良い。

【0058】

前側のセンサユニット１１あるいは後ろ側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理において、前側のセンサユニット１１の磁気センサと後ろ側のセンサユニット１１の磁気センサとの間で磁気計測値の差分を演算し、この演算値を利用して磁気マーカ１０を検出することも良い。この差分演算によれば、前側の磁気センサが検出する磁気成分を後ろ側の磁気センサが検出する磁気成分から差し引いた差分の磁気成分を生成でき、上記のコモンノイズ等の抑制に効果がある。なお、差分演算に当たっては、車幅方向の位置が同じ磁気センサ同士で差分を求めることも良い。

【0059】

本例では、鉛直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、車幅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、車幅方向と鉛直方向の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。
なお、本例では、フェライトプラスチックマグネットの磁気マーカを例示したが、フェライトラバーマグネットの磁気マーカであっても良い。

【0060】

（実施例２）
本例は、実施例１の構成に基づいて、センサユニット１１の制御方法を変更した磁気マーカ検出システムの例である。この内容について、図１０及び図１１のほか、図３のブロック図を参照して説明する。

【0061】

磁気マーカ検出システム１の動作について、図１０のフロー図に沿って説明する。検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１及び後ろ側のセンサユニット１１にマーカ検出処理を並列して実行させる（Ｓ２０１、Ｓ２１１）。検出ユニット１２は、各センサユニット１１の検出結果を取り込むと共に（Ｓ２０２）、前側のセンサユニット１１の検出結果については、予め設定された保存期間（数秒以内）に渡る検出結果を時系列データとして図示しない記憶領域に一時保存する（Ｓ２０３）。

【0062】

検出ユニット１２は、後ろ側のセンサユニット１１により磁気マーカが検出されたとき（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、前側のセンサユニット１１の検出結果の時系列データのうち、所定の期間に対応する検出結果の履歴を参照する（Ｓ２０５）。参照対象の所定の期間としては、後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカを検出した時点を基準として、前側のセンサユニット１１が同じ磁気マーカを検出した可能性がある時点を演算し、この時点を含む期間を設定している。

【0063】

具体的には、図１１のごとく、検出ユニット１２は、車速センサで計測した車速（車両の速度）Ｖ（ｍ／秒）により上記のセンサスパンＳ（ｍ）を除算した所要時間δｔａを、後ろ側のセンサユニット１１による磁気マーカの検出の時点である時刻ｔ２から減算する。このように時刻ｔ２から所要時間δｔａを減算すれば、前側のセンサユニット１１が磁気マーカを検出できた可能性がある時点の時刻ｔ１を演算できる。そして、検出ユニット１２は、基準距離である１（ｍ）を車速Ｖ（ｍ／秒）で除算した区間時間δｔｂを時刻ｔ１から差し引いた時刻（ｔ１−δｔｂ）を始期とし、区間時間δｔｂを時刻ｔ１に加算した時刻（ｔ１＋δｔｂ）を終期とした時間的な区間を、上記の参照対象の所定の期間として設定する。

【0064】

検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１の検出結果の時系列データのうち、上記の所定の期間内の検出結果を参照し、磁気マーカを検出した旨の検出結果の有無を調べる。そして、磁気マーカを検出した旨の検出結果が有った場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、後ろ側のセンサユニット１１が検出した磁気マーカが、前側のセンサユニット１１でも検出されていたことから磁気マーカを検出した旨の判定を確定させる（Ｓ２０７）。

【0065】

一方、検出ユニット１２は、前側のセンサユニット１１の検出結果の時系列データのうち、上記の所定の期間の検出結果の中に、磁気マーカを検出した旨の結果が無かった場合には（Ｓ２０６：ＮＯ）、磁気マーカは未検出である旨の判定を確定させる（Ｓ２１７）。

【0066】

なお、前側のセンサユニット１１の検出結果を一時保存する保存期間については、車両の長さである４〜５ｍ程度の距離に上記の基準距離を加えた距離を通過するのに要する時間が含まれる期間であれば良い。当然ながら、通過に要するこの時間は車速に応じて変動するので、車速が高いほど保存期間を短縮しても良い。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。

【0067】

以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して上記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。

【符号の説明】

【0068】

１ 磁気マーカ検出システム
１０ 磁気マーカ
１００ 車線
１１ センサユニット（マーカ検出手段）
１１０ 検出処理回路
１２ 検出ユニット（判定手段、期間設定手段）
２１ ＭＩ素子
５ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】