JP2000292532A - Angular velocity detection method and its system - Google Patents
Angular velocity detection method and its systemInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 2軸であるためセンス共振を完全に合致でき
ない音叉型角速度センサの性能を越える新規な角速度検
出システムを提供する。
【解決手段】 100〜500kHzの中長波帯の電波
に共振する共振子が組み込まれたマーカ2を道路車線1
中央に等間隔に埋設し、車両3には上記電波を送信可能
なアンテナ4と受信可能な複数のアンテナ5、6、7を
フロントバンパの左右と中央の3箇所に設ける。走行車
両3が進行方向を変えた場合、電波の受信レベルは、マ
ーカ2から受信アンテナまでの距離に反比例するので、
マーカ2上を通過したと考えられる時の3本の受信アン
テナの受信レベルからマーカの横方向の距離を算出し、
さらにマーカ間の距離および上記横方向の距離を基に車
両の変向角を求め、さらにマーカ間での車両の走行時間
を基に角速度を求める。
(57) [Problem] To provide a novel angular velocity detection system exceeding the performance of a tuning fork type angular velocity sensor that cannot completely match sense resonance because of two axes. SOLUTION: A marker 2 incorporating a resonator which resonates in a medium-long wave radio wave of 100 to 500 kHz is mounted on a road lane 1.
The vehicle 3 is provided with an antenna 4 capable of transmitting the radio wave and a plurality of antennas 5, 6, 7 capable of receiving the radio wave at three places on the left, right and center of the front bumper. When the traveling vehicle 3 changes the traveling direction, the reception level of the radio wave is inversely proportional to the distance from the marker 2 to the reception antenna.
The horizontal distance of the marker is calculated from the reception levels of the three receiving antennas when it is considered that the marker has passed over the marker 2,
Further, a turning angle of the vehicle is obtained based on the distance between the markers and the lateral distance, and an angular velocity is obtained based on the traveling time of the vehicle between the markers.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走行車両の左右方
向への曲がりを検出することにより、走行車両の角速度
(ヨーレート)を検出する角速度検出方法およびそのシ
ステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity detecting method for detecting an angular velocity (yaw rate) of a traveling vehicle by detecting a left or right turn of the traveling vehicle, and a system therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、走行車両の角速度を検出するため
には角速度センサが使用されていた。図5は従来の圧電
型振動ジャイロ方式の角速度センサの構成を示す。図5
において、この角速度センサは、U字形の金属振動板1
01の上に2枚の対向する金属振動板102、103
を、U字形の金属振動板101とは直角方向に配置し
た、いわゆる音叉の形状をしており、固定軸104がベ
ースに固定されることにより、走行車両の曲がり対して
1対の音叉が回転検出軸106の回りに回転するように
構成されている。U字形の金属振動板101の外側両側
面には、それぞれ駆動用圧電エレメント101a、10
1bが接合され、上部の金属振動板102、103の一
方の側面には、センス用の圧電エレメント102a、1
03aが接合されている。駆動エレメント101a、1
01bは、センスエレメント102a、103aが、1
05に示す方向に振動して互いに近づいたり離れたりす
るように、一対の音叉を駆動することになる。その場
合、感度を大きくするため、この音叉の共振周波数で駆
動するようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, an angular velocity sensor has been used to detect the angular velocity of a traveling vehicle. FIG. 5 shows a configuration of a conventional piezoelectric vibration gyro-type angular velocity sensor. FIG.
, The angular velocity sensor is a U-shaped metal diaphragm 1
01, two opposing metal diaphragms 102, 103
Is arranged in a direction perpendicular to the U-shaped metal diaphragm 101, that is, in a so-called tuning fork shape. When the fixed shaft 104 is fixed to the base, a pair of tuning forks rotates with respect to the bending of the traveling vehicle. It is configured to rotate around the detection axis 106. On both outer side surfaces of the U-shaped metal diaphragm 101, driving piezoelectric elements 101a,
1b are joined, and one side surface of the upper metal vibration plates 102, 103 is connected to the sensing piezoelectric elements 102a, 1b.
03a is joined. Drive elements 101a, 1
01b indicates that the sense elements 102a and 103a are 1
The pair of tuning forks is driven so as to vibrate in the direction indicated by 05 and move closer to or away from each other. In that case, in order to increase the sensitivity, the tuning fork is driven at the resonance frequency.
【0003】図6は上記従来の角速度センサの回路構成
を示している。まず、駆動系は、一方の駆動エレメント
101bの出力を取り出し、その信号を入力するチャー
ジアンプ111、このチャージアンプ111の出力から
ドライブ回路113の利得を決定する直流信号を作り出
すAGC回路112、もう一方の駆動エレメント101
aを駆動するドライブ回路113から構成されている。
また、センサ系は、2つのセンスエレメント102a、
103aからの合成信号を電圧に変換するチャージアン
プ114、その信号を90度シフトする90°シフト回
路115、駆動系のチャージアンプ111の出力との間
で同期検波する同期検波回路116、同期検波信号から
角速度センサの出力となる信号を復調させる低域濾波回
路(LPF)117からなる。FIG. 6 shows a circuit configuration of the conventional angular velocity sensor. First, the drive system takes out the output of one drive element 101b and inputs the signal, a charge amplifier 111, an AGC circuit 112 that produces a DC signal that determines the gain of the drive circuit 113 from the output of the charge amplifier 111, and the other. Drive element 101
and a drive circuit 113 for driving a.
The sensor system includes two sense elements 102a,
A charge amplifier 114 for converting the composite signal from the signal 103a into a voltage, a 90 ° shift circuit 115 for shifting the signal by 90 degrees, a synchronous detection circuit 116 for synchronous detection with the output of the charge amplifier 111 of the driving system, a synchronous detection signal And a low-pass filter (LPF) 117 for demodulating a signal to be output from the angular velocity sensor.
【0004】次に、上記従来の角速度センサの動作につ
いて説明する。まず、音叉の共振周波数(一般的には1
〜2kHz)で駆動エレメント101a、101bを駆
動するが、チャージアンプ111の出力にはノイズが含
まれるため、一般には共振周波数を中心とする帯域濾波
回路がチャージアンプ111の後に付加される。チャー
ジアンプ111の出力は、帯域濾波されてAGC回路1
12に入力され、チャージアンプ111の出力に応じた
直流信号に変換され、ドライブ回路113に入力され
る。そして、この直流信号が一定の値になるようにドラ
イブ回路113の出力が決定され、常に一定の速度(共
振周波数×振幅)で金属振動板102、103からなる
音叉が駆動される。Next, the operation of the conventional angular velocity sensor will be described. First, the resonance frequency of the tuning fork (generally 1
The driving elements 101a and 101b are driven at a frequency of about 2 kHz. However, since the output of the charge amplifier 111 includes noise, a band-pass filter circuit having a resonance frequency as a center is generally added after the charge amplifier 111. The output of the charge amplifier 111 is band-pass filtered and the AGC circuit 1
12, is converted into a DC signal corresponding to the output of the charge amplifier 111, and is input to the drive circuit 113. The output of the drive circuit 113 is determined so that the DC signal has a constant value, and the tuning fork composed of the metal diaphragms 102 and 103 is driven at a constant speed (resonance frequency × amplitude).
【0005】このように駆動されている音叉に、図5の
回転検出軸106の回りに回転力が加わると、金属振動
板102と103に逆向きのコリオリ力Fcが生じ、次
式で示す力がセンスエレメント102a、103aを撓
ませる方向に働き、センスエレメント102a、103
aの出力が、駆動による信号を搬送波とするなら、コリ
オリ力による信号が変調波となるようにAM変調され
る。駆動エレメント101a、101bの駆動による信
号に対して、センスエレメント102a、103aの振
動による信号は、90度シフトしているので、これを9
0°シフト回路115で90度シフトさせることによっ
て、駆動による信号と同相にする。次に、駆動系とセン
サ系のチャージアンプ111と114の出力どうしを、
同期検波回路116で同期検波を行うと、コリオリ力で
生じた信号が復調され、この復調信号には駆動信号(1
〜2kHz)のリーク分が入っているので、必要とする
100Hz以下の信号を得るために低域濾波回路117
で低域濾波した後、角速度検出出力として出力される。
このように、上記従来の角速度センサでも、角速度を検
出することにより走行車両の左右方向の曲がり(ヨー)
を検出することができる。When a rotating force is applied to the driven tuning fork about the rotation detecting shaft 106 shown in FIG. 5, a Coriolis force Fc is generated in the metal diaphragms 102 and 103 in the opposite direction. Works in the direction of bending the sense elements 102a, 103a, and the sense elements 102a, 103
If the output of a is a signal driven by driving, the carrier wave is AM-modulated so that the signal due to Coriolis force becomes a modulated wave. The signal due to the vibration of the sense elements 102a and 103a is shifted by 90 degrees with respect to the signal due to the drive of the drive elements 101a and 101b.
The signal is shifted by 90 degrees by the 0 ° shift circuit 115, so that the signal is in phase with the driving signal. Next, the outputs of the drive system and sensor system charge amplifiers 111 and 114 are
When synchronous detection is performed by the synchronous detection circuit 116, a signal generated by Coriolis force is demodulated, and the demodulated signal includes a drive signal (1).
22 kHz), the low-pass filter 117 is used to obtain the required signal of 100 Hz or less.
After being low-pass filtered at, it is output as an angular velocity detection output.
As described above, the above-described conventional angular velocity sensor detects the angular velocity, thereby turning the traveling vehicle in the left-right direction (yaw).
Can be detected.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の角速度センサでは、一対の金属振動板からなる音叉
振動子が、厳密に温度特性も含めて共振周波数を合わせ
なければならず、生産時の共振周波数調整のためのコス
トアップや生産性の低下をもたらしていた。また、図7
に示すように非共振型であれ、共振型であれ、音叉(振
動)共振、センス共振を、2軸であるという限界のため
に合致させることができず、感度が小さく、温度ドリフ
トの増大をもたらし、角速度を高精度に検出できないと
いう問題があった。本発明は、このような従来の問題を
解決し、角速度を高精度に検出することのできる新規な
角速度検出方法およびそのシステムを提供することを目
的とする。However, in the above-described conventional angular velocity sensor, the tuning frequency of the tuning fork vibrator made of a pair of metal diaphragms must be strictly matched with the resonance frequency including the temperature characteristics. This has resulted in an increase in cost for frequency adjustment and a decrease in productivity. FIG.
As shown in the above, the tuning fork (vibration) resonance and the sense resonance cannot be matched due to the limitation of two axes regardless of the non-resonance type or the resonance type, and the sensitivity is small and the temperature drift is increased. As a result, the angular velocity cannot be detected with high accuracy. An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a novel angular velocity detecting method and a system capable of detecting an angular velocity with high accuracy.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電磁波に共振する共振子が組み込まれた
マーカを道路に等間隔に埋設し、車両には上記電磁波を
送受信可能な複数のアンテナと回路を組み込み、走行車
両が進行方向を変えた場合、電磁波の受信レベルは、マ
ーカから受信アンテナまでの距離に反比例するから、マ
ーカ上を通過したと考えられる時の複数のアンテナの受
信レベルからマーカの横方向の距離を算出し、さらにマ
ーカ間の距離および上記横方向の距離を基に車両の変向
角θを求め、さらにマーカ間での車両の走行時間を基に
角速度を求めるようにしたものである。これにより、角
速度を高精度に検出するとともに、将来のインフラ(道
路)側への進展への対応を実現させることができる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention embeds a marker in which a resonator that resonates with an electromagnetic wave is installed at an equal interval on a road, and enables a vehicle to transmit and receive the electromagnetic wave. When a traveling vehicle changes its direction of travel by incorporating multiple antennas and circuits, the reception level of electromagnetic waves is inversely proportional to the distance from the marker to the receiving antenna. The horizontal distance of the marker is calculated from the reception level, the turning angle θ of the vehicle is obtained based on the distance between the markers and the horizontal distance, and the angular velocity is further calculated based on the traveling time of the vehicle between the markers. It is what we asked for. As a result, it is possible to detect the angular velocity with high accuracy and to cope with future development toward the infrastructure (road).
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、車両に設置された複数のアンテナから電磁波を走行
道路に向けて発射し、道路に一定間隔で埋設され、電磁
波に共振する共振子が組み込まれたマーカからの反射電
磁波を車両に設置された複数のアンテナで受信し、前記
複数のアンテナで受信した電磁波の受信レベルから前記
マーカからの横方向の距離を算出し、算出した横方向の
距離およびマーカ間の距離を基に車両の変向角を求め、
さらにマーカ間における車両の走行時間から角速度を算
出することを特徴とする角速度検出方法であり、走行車
両の角速度を高精度に検出できるという作用を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a plurality of antennas installed in a vehicle emit electromagnetic waves toward a traveling road, are buried in the road at regular intervals, and resonate with the electromagnetic waves. The reflected electromagnetic waves from the marker with the built-in resonator were received by a plurality of antennas installed in the vehicle, and the horizontal distance from the marker was calculated from the reception levels of the electromagnetic waves received by the plurality of antennas. Determine the turning angle of the vehicle based on the lateral distance and the distance between the markers,
Further, the angular velocity detecting method is characterized in that the angular velocity is calculated from the traveling time of the vehicle between the markers, and has an effect that the angular velocity of the traveling vehicle can be detected with high accuracy.
【0009】本発明の請求項2に記載の発明は、道路に
一定間隔で埋設され、電磁波に共振する共振子が組み込
まれたマーカと、車両に搭載されて電磁波を送受信可能
な複数のアンテナおよび角速度検出装置とを含み、前記
複数のアンテナで受信した電磁波の受信レベルから前記
マーカからの横方向の距離を算出し、算出した横方向の
距離およびマーカ間の距離を基に車両の変向角を求め、
さらにマーカ間における車両の走行時間から角速度を算
出することを特徴とする角速度検出システムであり、走
行車両の角速度を高精度に検出できるという作用を有す
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a marker which is embedded in a road at regular intervals and has a built-in resonator for resonating with electromagnetic waves, a plurality of antennas mounted on a vehicle and capable of transmitting and receiving electromagnetic waves, An angular velocity detection device, calculating a lateral distance from the marker from reception levels of electromagnetic waves received by the plurality of antennas, and calculating a turning angle of the vehicle based on the calculated lateral distance and a distance between the markers. ,
Further, the angular velocity detection system is characterized in that the angular velocity is calculated from the travel time of the vehicle between the markers, and has an effect that the angular velocity of the traveling vehicle can be detected with high accuracy.
【0010】本発明の請求項3に記載の発明は、角速度
検出装置が、電磁波を送受信するための手段と、受信し
た電磁波の電界レベルを検出する手段と、検出された受
信電界レベルの電圧をA/D変換する手段と、A/D変
換された電圧値を入力して所定の演算を行う手段とを備
えた請求項2記載の角速度検出システムであり、走行車
両の角速度を簡単な回路構成で高精度に検出できるとい
う作用を有する。According to a third aspect of the present invention, there is provided an angular velocity detecting device, comprising: means for transmitting and receiving an electromagnetic wave; means for detecting an electric field level of a received electromagnetic wave; 3. The angular velocity detection system according to claim 2, further comprising means for performing A / D conversion, and means for inputting the A / D-converted voltage value and performing a predetermined operation, wherein the angular velocity of the traveling vehicle is determined by a simple circuit configuration. Has the effect of being able to detect with high accuracy.
【0011】本発明の請求項4に記載の発明は、送信ア
ンテナがループアンテナであり、受信アンテナがフェラ
イトバーアンテナであり、それぞれ車両のフロントバン
パーに組み込まれていることを特徴とする請求項2また
は3記載の角速度検出システムであり、コンパクトなア
ンテナ構造で走行車両の角速度を高精度に検出できると
いう作用を有する。According to a fourth aspect of the present invention, the transmitting antenna is a loop antenna, the receiving antenna is a ferrite bar antenna, and each is incorporated in a front bumper of the vehicle. 3. The angular velocity detection system according to item 3, wherein the angular velocity of the traveling vehicle can be detected with high accuracy using a compact antenna structure.
【0012】本発明の請求項5に記載の発明は、マーカ
の共振子が電池を必要としないフェライト共振子である
請求項2から4のいずれかに記載の角速度検出システム
であり、保守点検の容易なマーカを使用して走行車両の
角速度を高精度に検出できるという作用を有する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the angular velocity detecting system according to any one of the second to fourth aspects, wherein the resonator of the marker is a ferrite resonator which does not require a battery. This has the effect that the angular velocity of the traveling vehicle can be detected with high accuracy using an easy marker.
【0013】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。 (実施の形態)図1は本発明の実施の形態におけるイン
フラ構造を示している。図1において、1は道路車線で
あり、道路の幅に応じていくつかの車線に区切られてい
る。2は道路車線1の中央に等間隔、例えば2m毎に埋
設された電池を必要としないマーカであり、100〜5
00kHzの中長波帯の電磁波に共振する共振子が組み
込まれている。3は車両であり、そのフロントバンパー
には、ループアンテナである送信アンテナ4、および両
端と中央の3ヵ所に、フェライトバーアンテナである第
1受信アンテナ5、第2受信アンテナ6、第3受信アン
テナ7が設けられている。これらアンテナの設置場所は
フロントバンパーに限定されない。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment) FIG. 1 shows an infrastructure structure according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a road lane, which is divided into several lanes according to the width of the road. Reference numeral 2 denotes a marker that does not require a battery buried at equal intervals, for example, every 2 m, in the center of the road lane 1.
A resonator that resonates with an electromagnetic wave in the middle and long wave band of 00 kHz is incorporated. Reference numeral 3 denotes a vehicle, and the front bumper has a transmitting antenna 4 as a loop antenna, and a first receiving antenna 5, a second receiving antenna 6, and a third receiving antenna 7, which are ferrite bar antennas at both ends and at three places at the center. Is provided. The installation location of these antennas is not limited to the front bumper.
【0014】図2(a)は本実施の形態における角速度
検出装置の回路構成を示している。11は送信アンプ、
12は1本の送信アンテナ、13は3本の受信アンテナ
である。14は受信アンプ、15はミキサであり、それ
ぞれ3本の受信アンテナ13に対応できるように3台が
設置されている。16は3入力のA/D変換器、17は
マイクロコンピュータ、18はタイミングロジックであ
り、送信アンプ11の送信タイミングおよびミキサ15
の受信タイミングを制御する。FIG. 2A shows a circuit configuration of the angular velocity detecting device according to the present embodiment. 11 is a transmission amplifier,
Reference numeral 12 denotes one transmitting antenna, and 13 denotes three receiving antennas. Reference numeral 14 denotes a receiving amplifier, and 15 denotes a mixer, three of which are installed so as to be able to correspond to three receiving antennas 13, respectively. 16 is a three-input A / D converter, 17 is a microcomputer, 18 is timing logic, the transmission timing of the transmission amplifier 11 and the mixer 15
Control of the reception timing.
【0015】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。マイクロコンピュータ17の制御により、4ms間
隔、デューティ比50%で中長波(100〜500kH
z)の電磁波を送信アンプ11、送信アンテナ12から
発射する。その電磁波の包絡線を図2(b)に示す。ル
ープアンテナである送信アンテナ12から発射された中
長波の電磁波は、道路上のマーカ2に到達すると、マー
カ2に組み込まれた共振子(フェライトLC共振子)が
共振し、マーカ2から電磁波が反射する。反射した電磁
波は、フェライトバーアンテナである受信アンテナ13
に到達する。各受信アンテナで受信された電磁波は、受
信アンプ14で増幅され、図3に示すように、ミキサ1
5で送信時のレベルをカットされ、受信レベルのみが取
り出される。この受信レベルの電圧をA/D変換器16
でA/D変換して、マイクロコンピュータ17に取り込
む。Next, the operation of this embodiment will be described. Under the control of the microcomputer 17, medium-long waves (100 to 500 kHz) at 4 ms intervals and a duty ratio of 50%
The electromagnetic wave z) is emitted from the transmission amplifier 11 and the transmission antenna 12. FIG. 2B shows the envelope of the electromagnetic wave. When the medium-long electromagnetic wave emitted from the transmitting antenna 12 as a loop antenna reaches the marker 2 on the road, the resonator (ferrite LC resonator) incorporated in the marker 2 resonates, and the electromagnetic wave is reflected from the marker 2 I do. The reflected electromagnetic wave is transmitted to the receiving antenna 13 which is a ferrite bar antenna.
To reach. The electromagnetic wave received by each receiving antenna is amplified by the receiving amplifier 14, and as shown in FIG.
In step 5, the transmission level is cut, and only the reception level is extracted. The voltage of the reception level is converted to an A / D converter 16.
A / D conversion is performed, and is taken into the microcomputer 17.
【0016】図3に示すように、各アンテナがマーカに
近づいた時のみマーカから電磁波が反射されるので、そ
の包絡線が最大になった時がマーカを通過した時と考え
られ、最大と最大との間の時間が1つのマーカから次の
マーカを通過した時間であり、距離である。また、電磁
波の受信レベルは、マーカから受信アンテナまでの距離
に反比例するので、マーカ上を通過したと考えられる時
の第1、第2、第3受信アンテナの受信レベルからマー
カの横方向の距離d(m)を算出することができる。次
に、図4に示すように、車両がマーカ2aの直上を通過
してから次のマーカ2bの左方向d(m)の所を通過し
たとすれば、マーカ間の距離をL(m)とすると、車両
の変向角θは、 θ = tan-1(d/L) となる。また、マーカ間での車両の走行時間をTとすれ
ば、角速度δθ/δtは、 δθ/δt= θ/T となり、dおよびLがcm単位の精度を有するため、十
分な精度を持つ角速度を検出することができる。また、
通常の走行では、dがLよりも十分小さいと考えられる
ので、次式で近似することが可能である。 θ = 360°×(d/2πL)As shown in FIG. 3, since the electromagnetic wave is reflected from the marker only when each antenna approaches the marker, it is considered that the time when the envelope reaches the maximum is the time when passing the marker, and Is the time when one marker passes through the next marker, and is the distance. Further, since the reception level of the electromagnetic wave is inversely proportional to the distance from the marker to the receiving antenna, the horizontal distance of the marker from the reception level of the first, second, and third receiving antennas when it is considered that the marker has passed over the marker. d (m) can be calculated. Next, as shown in FIG. 4, if the vehicle passes right above the marker 2a and then passes to the left of the next marker 2b in the left direction d (m), the distance between the markers is L (m). Then, the turning angle θ of the vehicle becomes θ = tan −1 (d / L). Further, assuming that the traveling time of the vehicle between the markers is T, the angular velocity δθ / δt becomes δθ / δt = θ / T, and since d and L have the accuracy in the unit of cm, the angular velocity having sufficient accuracy is obtained. Can be detected. Also,
In normal traveling, d is considered to be sufficiently smaller than L, so that it can be approximated by the following equation. θ = 360 ° × (d / 2πL)
【0017】以上のように、本実施の形態によれば、道
路車線中央に、100〜500kHzの中長波の電磁波
に共振し反射するLC共振子内蔵のマーカを等間隔に埋
設し、車両には、中長波の電磁波を送受信可能な複数の
アンテナを組み込むことにより、車両とマーカとの横方
向の距離を検知することができ、この横方向の距離から
角速度を精度よく検出することができる。As described above, according to the present embodiment, markers with built-in LC resonators that resonate and reflect 100 to 500 kHz medium and long wave electromagnetic waves are buried at equal intervals in the center of the road lane. By incorporating a plurality of antennas capable of transmitting and receiving medium-long-wave electromagnetic waves, the lateral distance between the vehicle and the marker can be detected, and the angular velocity can be accurately detected from the lateral distance.
【0018】なお、本実施の形態におけるレーンマーカ
システムが電磁波中長波共振反射方式を採用しているの
は以下の理由による。 (1)電磁波の到達距離が他の方式に比べて長く、車載
側機器、特にアンテナの取り付け位置の自由度が高い。 (2)マーカが電池を必要としないタイプでよく、道路
側のメンテナンス等のインフラ側としても扱いやすい。 (3)中長波であるため、悪環境に強く、マーカが冠水
したり、雪に埋もれても使用可能であり、性能低下がな
い。 (4)コスト的に最も安価なシステムを構築することが
できる。The reason why the lane marker system in the present embodiment employs the electromagnetic wave medium-long-wave resonant reflection method is as follows. (1) The reach of electromagnetic waves is longer than other methods, and the in-vehicle equipment, particularly the mounting position of the antenna, has a high degree of freedom. (2) The marker may be of a type that does not require a battery, and is easy to handle as an infrastructure side such as roadside maintenance. (3) Since it is a medium-long wave, it is resistant to bad environments, and can be used even if the marker is submerged or buried in snow, and there is no performance degradation. (4) The lowest cost system can be constructed.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明は、上記実施の形態から明らかな
ように、電磁波に共振する共振子が組み込まれたマーカ
を道路に一定間隔で埋設し、車両には、電磁波を送受信
可能な複数のアンテナおよび送受信回路を備え、複数の
アンテナで受信した電磁波の受信レベルからマーカから
の横方向の距離を検出し、検出した横方向の距離および
マーカ間の距離を基に車両の変向角を求め、さらにマー
カ間での車両の走行時間から角速度を算出するようにし
たので、走行車両の角速度を精度よく検出することがで
きる。したがって、本発明による角速度検出システムを
サスペンション制御装置に応用すれば、姿勢制御を精度
よく行え、またナビゲーション装置に応用すれば、経路
探索、目的地検索を精度よく行うことができる。さら
に、本発明におけるレーンマーカシステムを利用してI
TS(高度道路交通システム)における種々のシステム
を構築することができる。As apparent from the above embodiment, the present invention embeds a marker in which a resonator that resonates with an electromagnetic wave is embedded at a fixed interval on a road, and has a plurality of vehicles capable of transmitting and receiving an electromagnetic wave on a vehicle. An antenna and a transmission / reception circuit are provided, a lateral distance from a marker is detected from reception levels of electromagnetic waves received by a plurality of antennas, and a turning angle of the vehicle is obtained based on the detected lateral distance and a distance between the markers. Further, since the angular velocity is calculated from the traveling time of the vehicle between the markers, the angular velocity of the traveling vehicle can be detected with high accuracy. Therefore, if the angular velocity detection system according to the present invention is applied to a suspension control device, attitude control can be performed with high accuracy, and if the system is applied to a navigation device, route search and destination search can be performed with high accuracy. Further, by using the lane marker system of the present invention, I
Various systems in TS (Intelligent Transport System) can be constructed.
【図1】本発明の実施の形態におけるインフラ側の構成
を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration on an infrastructure side according to an embodiment of the present invention;
【図2】(a)本発明の実施の形態における回路構成を
示すブロック図 (b)本発明の実施の形態における送受信電磁波のタイ
ミング波形図FIG. 2A is a block diagram illustrating a circuit configuration according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B is a timing waveform diagram of transmission / reception electromagnetic waves according to the embodiment of the present invention.
【図3】本実施の形態における受信電磁波のタイミング
波形図FIG. 3 is a timing waveform chart of a received electromagnetic wave in the present embodiment.
【図4】本実施の形態における角速度算出のための説明
図FIG. 4 is an explanatory diagram for calculating an angular velocity according to the embodiment;
【図5】従来の角速度センサの構成を示す概略斜視図FIG. 5 is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional angular velocity sensor.
【図6】従来の角速度センサの回路を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a circuit of a conventional angular velocity sensor.
【図7】従来の角速度センサの周波数特性を示す特性図FIG. 7 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of a conventional angular velocity sensor.
1 道路車線 2 マーカ 3 車両 4 送信アンテナ 5、6、7 受信アンテナ 11 送信アンプ 12 送信アンテナ 13 受信アンテナ 14 受信アンプ 15 ミキサ 16 A/D変換器 17 マイクロコンピュータ 18 タイミングロジック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road lane 2 Marker 3 Vehicle 4 Transmitting antenna 5, 6, 7 Receiving antenna 11 Transmitting amplifier 12 Transmitting antenna 13 Receiving antenna 14 Receiving amplifier 15 Mixer 16 A / D converter 17 Microcomputer 18 Timing logic
Claims (5)
磁波を走行道路に向けて発射し、道路に一定間隔で埋設
され、電磁波に共振する共振子が組み込まれたマーカか
らの反射電磁波を車両に設置された複数のアンテナで受
信し、前記複数のアンテナで受信した電磁波の受信レベ
ルから前記マーカからの横方向の距離を算出し、算出し
た横方向の距離およびマーカ間の距離を基に車両の変向
角を求め、さらにマーカ間における車両の走行時間から
角速度を算出することを特徴とする角速度検出方法。An electromagnetic wave is emitted from a plurality of antennas installed on a vehicle toward a traveling road, and reflected electromagnetic waves from a marker embedded in the road at regular intervals and having a built-in resonator that resonates with the electromagnetic wave are reflected on the vehicle. Receiving with a plurality of installed antennas, calculating the lateral distance from the marker from the reception level of the electromagnetic waves received by the plurality of antennas, the vehicle based on the calculated lateral distance and the distance between the markers, An angular velocity detection method comprising: determining a turning angle; and calculating an angular velocity from a travel time of the vehicle between markers.
振する共振子が組み込まれたマーカと、車両に搭載され
て電磁波を送受信可能な複数のアンテナおよび角速度検
出装置とを含み、前記複数のアンテナで受信した電磁波
の受信レベルから前記マーカからの横方向の距離を算出
し、算出した横方向の距離およびマーカ間の距離を基に
車両の変向角を求め、さらにマーカ間における車両の走
行時間から角速度を算出することを特徴とする角速度検
出システム。2. A marker which is embedded in a road at regular intervals and incorporates a resonator that resonates with electromagnetic waves, a plurality of antennas mounted on a vehicle capable of transmitting and receiving electromagnetic waves, and an angular velocity detecting device, A lateral distance from the marker is calculated from a reception level of the electromagnetic wave received by the antenna, a turning angle of the vehicle is obtained based on the calculated lateral distance and a distance between the markers, and the vehicle travels between the markers. An angular velocity detection system for calculating an angular velocity from time.
ための手段と、受信した電磁波の電界レベルを検出する
手段と、検出された受信電界レベルの電圧をA/D変換
する手段と、A/D変換された電圧値を入力して所定の
演算を行う手段とを備えた請求項2記載の角速度検出シ
ステム。3. An angular velocity detecting device comprising: means for transmitting and receiving an electromagnetic wave; means for detecting an electric field level of a received electromagnetic wave; means for A / D converting a voltage of the detected received electric field level; 3. The angular velocity detection system according to claim 2, further comprising: means for inputting the D-converted voltage value and performing a predetermined calculation.
受信アンテナがフェライトバーアンテナであり、それぞ
れ車両のフロントバンパーに組み込まれていることを特
徴とする請求項2または3記載の角速度検出システム。4. The transmitting antenna is a loop antenna,
The angular velocity detecting system according to claim 2, wherein the receiving antenna is a ferrite bar antenna, and each of the receiving antennas is incorporated in a front bumper of the vehicle.
ェライト共振子である請求項2から4のいずれかに記載
の角速度検出システム。5. The angular velocity detection system according to claim 2, wherein the marker resonator is a ferrite resonator that does not require a battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098683A JP2000292532A (en) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Angular velocity detection method and its system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098683A JP2000292532A (en) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Angular velocity detection method and its system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292532A true JP2000292532A (en) | 2000-10-20 |
Family
ID=14226319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11098683A Pending JP2000292532A (en) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Angular velocity detection method and its system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292532A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002337637A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Isuzu Motors Ltd | Underrun protector |
| JP3424007B2 (en) | 2000-06-14 | 2003-07-07 | 国土交通省国土技術政策総合研究所長 | Radio wave lane marker position detection method |
| JP2007101390A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transmitter / receiver integrated antenna system radar |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11098683A patent/JP2000292532A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3424007B2 (en) | 2000-06-14 | 2003-07-07 | 国土交通省国土技術政策総合研究所長 | Radio wave lane marker position detection method |
| JP2002337637A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Isuzu Motors Ltd | Underrun protector |
| JP2007101390A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transmitter / receiver integrated antenna system radar |
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