JPH10105228A - 車両位置検出装置 - Google Patents
車両位置検出装置Info
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- JPH10105228A JPH10105228A JP8258248A JP25824896A JPH10105228A JP H10105228 A JPH10105228 A JP H10105228A JP 8258248 A JP8258248 A JP 8258248A JP 25824896 A JP25824896 A JP 25824896A JP H10105228 A JPH10105228 A JP H10105228A
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- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
- G05D1/0263—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using magnetic strips
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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- G—PHYSICS
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- Remote Sensing (AREA)
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 天候によらず車両の路面上位置を精度良く検
出する。 【解決手段】 路面に電波反射体１００を設け、車両に
ミリ波以上の波長の電波を送受信する送受信器１１、１
２を設ける。左右の送受信器の受信強度の比率に基づい
て電波反射体１００に対する車両の変位を検出する。送
受信器１１、１２は１個でビームを複数とすることもで
きる。電波反射体１００は所定間隔で開口が設けられて
その反射信号に周期性を持たせて他の路上物体と区別
し、また、電波反射体１００の単位ユニットを複数個所
定のパターンで走路に沿って配置することでノイズの影
響を除去する。
出する。 【解決手段】 路面に電波反射体１００を設け、車両に
ミリ波以上の波長の電波を送受信する送受信器１１、１
２を設ける。左右の送受信器の受信強度の比率に基づい
て電波反射体１００に対する車両の変位を検出する。送
受信器１１、１２は１個でビームを複数とすることもで
きる。電波反射体１００は所定間隔で開口が設けられて
その反射信号に周期性を持たせて他の路上物体と区別
し、また、電波反射体１００の単位ユニットを複数個所
定のパターンで走路に沿って配置することでノイズの影
響を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両位置検出装置、
特に電波を用いた位置検出に関する。
特に電波を用いた位置検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両の自動運転を行うために
走路に対する車両の相対位置を検出する技術が知られて
いる。
走路に対する車両の相対位置を検出する技術が知られて
いる。
【０００３】例えば、実開平１−１０６９１０号公報に
は、走路に光反射テープを敷設し、車両に反射テープの
幅以下に２個１組の光センサを設けて車両姿勢を検出す
る技術が開示されている。この他、車載カメラで路面を
撮影し、画面内の白線を抽出することで白線に対する車
両の相対位置を検出する技術も知られている。
は、走路に光反射テープを敷設し、車両に反射テープの
幅以下に２個１組の光センサを設けて車両姿勢を検出す
る技術が開示されている。この他、車載カメラで路面を
撮影し、画面内の白線を抽出することで白線に対する車
両の相対位置を検出する技術も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光反射
テープを用いる場合にはテープの汚れ等により十分な光
反射が得られない場合がある。また、屋内ならともか
く、実際の路上は雨や雪等の影響があり、特に雨天の場
合には光反射テープのみならず水たまりによっても光が
よく反射されるため、高精度に車両位置を検出できない
問題があった。車載カメラを用いる場合も同様に天候の
影響を受けやすく、雨天時等では白線と路面の他の部分
とのコントラストが十分でなく、白線を高精度に抽出で
きない問題があった。
テープを用いる場合にはテープの汚れ等により十分な光
反射が得られない場合がある。また、屋内ならともか
く、実際の路上は雨や雪等の影響があり、特に雨天の場
合には光反射テープのみならず水たまりによっても光が
よく反射されるため、高精度に車両位置を検出できない
問題があった。車載カメラを用いる場合も同様に天候の
影響を受けやすく、雨天時等では白線と路面の他の部分
とのコントラストが十分でなく、白線を高精度に抽出で
きない問題があった。
【０００５】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、天候等の周囲環境の
影響を受けずに常に精度良く路面に対する車両の位置を
検出できる装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、天候等の周囲環境の
影響を受けずに常に精度良く路面に対する車両の位置を
検出できる装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、路面の所定位置に設けられた電波反射手
段と、路面に対してミリ波以上の波長の電波を送信する
車載の送信手段と、前記電波反射手段から反射した電波
を受信する車載の受信手段と、前記受信手段で受信した
電波強度に基づいて前記電波反射手段に対する車両の相
対位置を検出する車載の検出手段とを有し、前記電波反
射手段は、車両進行方向に沿って複数個配置された電波
反射ユニットから構成され、かつ、その配置は所定の乱
数パターンを単位周期とする周期的配置であることを特
徴とする。電波反射手段を連続的に路面に設ける場合や
一定の間隔で設ける場合には、電波反射手段以外の外部
の連続的あるいは規則的な電波源を正規の電波反射手段
からの電波と誤認するおそれがある。そこで、電波反射
手段を一定の乱数パターンを単位周期とする比較的複雑
なパターン配置とすることで、これらの外乱の影響を有
効に防止できる。
に、本発明は、路面の所定位置に設けられた電波反射手
段と、路面に対してミリ波以上の波長の電波を送信する
車載の送信手段と、前記電波反射手段から反射した電波
を受信する車載の受信手段と、前記受信手段で受信した
電波強度に基づいて前記電波反射手段に対する車両の相
対位置を検出する車載の検出手段とを有し、前記電波反
射手段は、車両進行方向に沿って複数個配置された電波
反射ユニットから構成され、かつ、その配置は所定の乱
数パターンを単位周期とする周期的配置であることを特
徴とする。電波反射手段を連続的に路面に設ける場合や
一定の間隔で設ける場合には、電波反射手段以外の外部
の連続的あるいは規則的な電波源を正規の電波反射手段
からの電波と誤認するおそれがある。そこで、電波反射
手段を一定の乱数パターンを単位周期とする比較的複雑
なパターン配置とすることで、これらの外乱の影響を有
効に防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【０００８】＜第１実施形態＞図１には本実施形態の概
念構成図が示されている。車両１０の下部には左右に送
受信器１１、１２が設けられ、路面に向けてミリ波以上
の波長の電波を送信する。路面には、走路のほぼ中央に
電波反射体１００が設けられており、車両１０から送信
された電波を反射する。電波反射体１００としては、鉄
や真鍮、アルミニウム等の金属板を用いることができ、
図１では矩形状（例えば幅０．２ｍ、長さ０．６ｍ）の
金属板を単位ユニットとして車両進行方向に所定間隔で
複数個配置している。また、金属粒体の混入した塗料を
路面に塗布し、電波反射体１００を構成することもでき
る。電波反射体１００からの反射電波は送受信器１１、
１２で受信され、その電波強度が検出される。電波の送
信領域に電波反射体１００が存在する場合にはその反射
強度は増大し、電波反射体１００がない場合にはその反
射強度は減少する。なお、符号２００は走路の白線であ
る。ミリ波以上の波長の電波を用いることで、光を用い
る場合に比べて水分の影響を抑制することができる。す
なわち、例えば電波反射体１００以外のところに水たま
りが存在しても、光の場合に比べてそこからの反射は小
さいので水たまりを電波反射体と誤認することがなくな
る。
念構成図が示されている。車両１０の下部には左右に送
受信器１１、１２が設けられ、路面に向けてミリ波以上
の波長の電波を送信する。路面には、走路のほぼ中央に
電波反射体１００が設けられており、車両１０から送信
された電波を反射する。電波反射体１００としては、鉄
や真鍮、アルミニウム等の金属板を用いることができ、
図１では矩形状（例えば幅０．２ｍ、長さ０．６ｍ）の
金属板を単位ユニットとして車両進行方向に所定間隔で
複数個配置している。また、金属粒体の混入した塗料を
路面に塗布し、電波反射体１００を構成することもでき
る。電波反射体１００からの反射電波は送受信器１１、
１２で受信され、その電波強度が検出される。電波の送
信領域に電波反射体１００が存在する場合にはその反射
強度は増大し、電波反射体１００がない場合にはその反
射強度は減少する。なお、符号２００は走路の白線であ
る。ミリ波以上の波長の電波を用いることで、光を用い
る場合に比べて水分の影響を抑制することができる。す
なわち、例えば電波反射体１００以外のところに水たま
りが存在しても、光の場合に比べてそこからの反射は小
さいので水たまりを電波反射体と誤認することがなくな
る。
【０００９】図２には本実施形態の車両側の構成ブロッ
ク図が示されている。送受信器１１は送信器１１Ｔと受
信器１１Ｒとして示されており、送受信器１２は送信器
１２Ｔと受信器１２Ｒとして示されている。送信器１１
Ｔ及び受信器１１Ｒのビーム領域は１１ａであり、車両
中央を含む右寄りの領域である。送信器１２Ｔ及び受信
器１２Ｒのビーム領域は１２ａであり、車両中央を含む
左寄りの領域である。左右のビーム領域は中央でオーバ
ラップしており、車両１０が電波反射体１００の設けら
れている走路中央を走行している場合には、オーバラッ
プ領域に電波反射体１００が存在することになり、左右
の受信器で共に電波反射体１００から反射した電波を受
信できることになる。従って、この場合には左右の受信
器１１Ｒ、１２Ｒの受信強度はほぼ等しくなる。一方、
車両が走路中央に対して右寄りを走行している場合に
は、右側ビーム領域１１ａから電波反射体１００が外
れ、左側ビーム領域１２ａには電波反射体１００が含ま
れるので右側の受信強度が左側に比べて弱くなる。車両
が走路中央に対して左寄りを走行している場合には、こ
の逆に左側ビーム領域１２ａから電波反射体１００が外
れることになるから右側に比べて受信強度が弱くなる。
従って、左右の受信器１１Ｒ、１２Ｒの受信強度を比較
すれば、車両の相対位置、正確には車両の電波反射体に
対する相対位置が分かることになる。以上をまとめる
と、次のようになる。
ク図が示されている。送受信器１１は送信器１１Ｔと受
信器１１Ｒとして示されており、送受信器１２は送信器
１２Ｔと受信器１２Ｒとして示されている。送信器１１
Ｔ及び受信器１１Ｒのビーム領域は１１ａであり、車両
中央を含む右寄りの領域である。送信器１２Ｔ及び受信
器１２Ｒのビーム領域は１２ａであり、車両中央を含む
左寄りの領域である。左右のビーム領域は中央でオーバ
ラップしており、車両１０が電波反射体１００の設けら
れている走路中央を走行している場合には、オーバラッ
プ領域に電波反射体１００が存在することになり、左右
の受信器で共に電波反射体１００から反射した電波を受
信できることになる。従って、この場合には左右の受信
器１１Ｒ、１２Ｒの受信強度はほぼ等しくなる。一方、
車両が走路中央に対して右寄りを走行している場合に
は、右側ビーム領域１１ａから電波反射体１００が外
れ、左側ビーム領域１２ａには電波反射体１００が含ま
れるので右側の受信強度が左側に比べて弱くなる。車両
が走路中央に対して左寄りを走行している場合には、こ
の逆に左側ビーム領域１２ａから電波反射体１００が外
れることになるから右側に比べて受信強度が弱くなる。
従って、左右の受信器１１Ｒ、１２Ｒの受信強度を比較
すれば、車両の相対位置、正確には車両の電波反射体に
対する相対位置が分かることになる。以上をまとめる
と、次のようになる。
【００１０】（１）右側受信強度＞左側受信強度の場合 車両は走路中央の電波反射体１００に対して左に変位し
ている。
ている。
【００１１】（２）右側受信強度＜左側受信強度の場合 車両は走路中央の電波反射体１００に対して右に変位し
ている。
ている。
【００１２】（３）右側受信強度＝左側受信強度の場合 車両は走路中央の電波反射体の真上を走行しており変位
なし。
なし。
【００１３】具体的には、左右の受信器１１Ｒ、１２Ｒ
からの受信信号は電子制御装置ＥＣＵ１４内の受信信号
比較部１８に出力され、比較部１８は両信号強度の比率
（例えば受信器１１Ｒからの信号を基準とする）を算出
する。比率値は偏差量演算部２０に出力され、演算部２
０では比率に基づいて偏差量を算出し、操舵制御用のＥ
ＣＵ（不図示）に供給する。もちろん、上述の比率の定
義に従えば、比率がほぼ１である場合には偏差量はゼ
ロ、１より小さい場合には左偏差（電波反射体１００に
対して左側）、１より大きい場合には右偏差（電波反射
体１００に対して右側）と判定できる。なお、偏差量の
決定方法は、例えば比率値と偏差量との関係を予め求め
てマップあるいはテーブルとしてメモりに格納してお
き、算出された比率値に対応する偏差量を読み出せば良
く、あるいは比率値と偏差量との関係を関数関係として
メモリに格納しておくこともできる。また、送信制御部
１６は、右送信器１１Ｔと左送信器１２Ｔの送信タイミ
ングを制御するものであり、左右の電波が混在しないよ
うに両送信器を交互に駆動する。但し、駆動周期は車速
に比べて十分早く設定する必要がある。右送受信器の受
信強度測定と左送受信器の受信強度測定の間に大きな時
間差があると、車速によっては同一地点での測定とみな
せなくなるからである。
からの受信信号は電子制御装置ＥＣＵ１４内の受信信号
比較部１８に出力され、比較部１８は両信号強度の比率
（例えば受信器１１Ｒからの信号を基準とする）を算出
する。比率値は偏差量演算部２０に出力され、演算部２
０では比率に基づいて偏差量を算出し、操舵制御用のＥ
ＣＵ（不図示）に供給する。もちろん、上述の比率の定
義に従えば、比率がほぼ１である場合には偏差量はゼ
ロ、１より小さい場合には左偏差（電波反射体１００に
対して左側）、１より大きい場合には右偏差（電波反射
体１００に対して右側）と判定できる。なお、偏差量の
決定方法は、例えば比率値と偏差量との関係を予め求め
てマップあるいはテーブルとしてメモりに格納してお
き、算出された比率値に対応する偏差量を読み出せば良
く、あるいは比率値と偏差量との関係を関数関係として
メモリに格納しておくこともできる。また、送信制御部
１６は、右送信器１１Ｔと左送信器１２Ｔの送信タイミ
ングを制御するものであり、左右の電波が混在しないよ
うに両送信器を交互に駆動する。但し、駆動周期は車速
に比べて十分早く設定する必要がある。右送受信器の受
信強度測定と左送受信器の受信強度測定の間に大きな時
間差があると、車速によっては同一地点での測定とみな
せなくなるからである。
【００１４】このように、左右に送受信器を設け、両者
の受信強度を比較することにより、電波反射体１００に
対して左右いずれの方向にどの程度変位しているかを容
易に検出することができる。また、左右の受信強度を比
較することで、車高の変化に伴う受信強度の変化の影響
を受けずに相対位置を確実に検出することができる。車
高の変化は、左右の受信強度に等量の影響を与えるの
で、左右の比率値自体にはほとんど影響を与えないから
である。
の受信強度を比較することにより、電波反射体１００に
対して左右いずれの方向にどの程度変位しているかを容
易に検出することができる。また、左右の受信強度を比
較することで、車高の変化に伴う受信強度の変化の影響
を受けずに相対位置を確実に検出することができる。車
高の変化は、左右の受信強度に等量の影響を与えるの
で、左右の比率値自体にはほとんど影響を与えないから
である。
【００１５】なお、路面が平坦で車高がほぼ一定と考え
られる場合には、送受信器を１個だけ設けることも可能
である。但し、この場合には受信強度の変化により車両
が電波反射体１００に対してどの程度変位していること
が分かるのみで、左右いずれの方向に変位しているのか
が分からない。従って、他のセンサ、例えば操舵角セン
サと組み合わせて変位の方向を検出することが好適であ
ろう。具体的には、受信強度がピーク値から減少してお
り、過去において左操舵を行っていた場合には、車両は
電波反射体に対して左変位していると判定することがで
きる。
られる場合には、送受信器を１個だけ設けることも可能
である。但し、この場合には受信強度の変化により車両
が電波反射体１００に対してどの程度変位していること
が分かるのみで、左右いずれの方向に変位しているのか
が分からない。従って、他のセンサ、例えば操舵角セン
サと組み合わせて変位の方向を検出することが好適であ
ろう。具体的には、受信強度がピーク値から減少してお
り、過去において左操舵を行っていた場合には、車両は
電波反射体に対して左変位していると判定することがで
きる。
【００１６】また、送受信器自体は１個とし、送信ビー
ム又は受信ビームを複数に設定することによっても、図
１、図２と同様の機能を実現することができる。例え
ば、図３に示すように単一の送信器からある時刻には車
両中央に対して右寄りのビーム２２ａを送信してその反
射信号を受信し、次の時刻には同一の送信器から車両中
央に対して左寄りのビーム２３ａを送信してその反射信
号を受信すればよい。このとき受信ビームは２４ａのよ
うに１個で良い。また、図４に示すように送信自体は車
両中央のみならずその左右を含むような広いビーム２５
ａで行い、ある時刻には右寄りの指向性を有するビーム
２６ａで受信し、次の時刻には左寄りの指向性を有する
ビーム２７ａで受信することも可能である。このような
複数ビームを実現するには、例えば指向性を可変にでき
るアクティブアンテナを用いれば良い。
ム又は受信ビームを複数に設定することによっても、図
１、図２と同様の機能を実現することができる。例え
ば、図３に示すように単一の送信器からある時刻には車
両中央に対して右寄りのビーム２２ａを送信してその反
射信号を受信し、次の時刻には同一の送信器から車両中
央に対して左寄りのビーム２３ａを送信してその反射信
号を受信すればよい。このとき受信ビームは２４ａのよ
うに１個で良い。また、図４に示すように送信自体は車
両中央のみならずその左右を含むような広いビーム２５
ａで行い、ある時刻には右寄りの指向性を有するビーム
２６ａで受信し、次の時刻には左寄りの指向性を有する
ビーム２７ａで受信することも可能である。このような
複数ビームを実現するには、例えば指向性を可変にでき
るアクティブアンテナを用いれば良い。
【００１７】さらに、送受信器自体を複数個用いる場合
においても、図２に示すように送信器２個、受信器２個
の組み合わせのみならず、種々の組み合わせが可能であ
る。図５には、このような組み合わせの内のいくつかの
バリエーションが示されている。（Ａ）は図２に示され
た場合と同様に２個の送信器３０Ｔ、３１Ｔと２個の受
信器３０Ｒ、３１Ｒを用い、ある時刻に送信器３０Ｔか
らミリ波以上の波長の電波を送信して受信器３０Ｒで受
信し、次の時刻に送信器３１Ｔから電波を送信して受信
器３１Ｒで受信する。（Ｂ）は１個の送信器３２Ｔと２
個の受信器３３Ｒ、３４Ｒの組み合わせで、ある時刻に
送信器３２Ｔから電波を送信して受信器３３Ｒで受信
し、次の時刻には送信器３２Ｔからの電波を受信器３４
Ｒで受信する。
においても、図２に示すように送信器２個、受信器２個
の組み合わせのみならず、種々の組み合わせが可能であ
る。図５には、このような組み合わせの内のいくつかの
バリエーションが示されている。（Ａ）は図２に示され
た場合と同様に２個の送信器３０Ｔ、３１Ｔと２個の受
信器３０Ｒ、３１Ｒを用い、ある時刻に送信器３０Ｔか
らミリ波以上の波長の電波を送信して受信器３０Ｒで受
信し、次の時刻に送信器３１Ｔから電波を送信して受信
器３１Ｒで受信する。（Ｂ）は１個の送信器３２Ｔと２
個の受信器３３Ｒ、３４Ｒの組み合わせで、ある時刻に
送信器３２Ｔから電波を送信して受信器３３Ｒで受信
し、次の時刻には送信器３２Ｔからの電波を受信器３４
Ｒで受信する。
【００１８】（Ｃ）は２個の送信器３４Ｔ、３５Ｔと１
個の受信器３６Ｒの組み合わせで、ある時刻に送信器３
４Ｔから電波を送信して受信器３６Ｒで受信し、次の時
刻には送信器３５Ｔから送信して受信器３６Ｒで受信す
る。（Ｄ）は（Ａ）と同様に２個の送信器と２個の受信
器の組み合わせであるが、ある時刻に送信器３７Ｔから
送信した電波を反対側の受信器３８Ｒで受信し、次の時
刻に送信器３８Ｔから送信した電波を反対側の受信器３
７Ｒで受信する。（Ｅ）も２個の送信器と２個の受信器
の組み合わせであるが、電波反射体１００が走路中央で
はなく走路端部の白線に沿って設けられている場合を考
慮したものであり、送信器３９Ｔから外側に向けて送信
した電波を受信器３９Ｒで受信し、送信器４０Ｔからの
電波を受信器４０Ｒで受信する。この場合には、両者の
電波は混在するおそれがほとんどないので、左右の同時
送信同時受信も可能である。
個の受信器３６Ｒの組み合わせで、ある時刻に送信器３
４Ｔから電波を送信して受信器３６Ｒで受信し、次の時
刻には送信器３５Ｔから送信して受信器３６Ｒで受信す
る。（Ｄ）は（Ａ）と同様に２個の送信器と２個の受信
器の組み合わせであるが、ある時刻に送信器３７Ｔから
送信した電波を反対側の受信器３８Ｒで受信し、次の時
刻に送信器３８Ｔから送信した電波を反対側の受信器３
７Ｒで受信する。（Ｅ）も２個の送信器と２個の受信器
の組み合わせであるが、電波反射体１００が走路中央で
はなく走路端部の白線に沿って設けられている場合を考
慮したものであり、送信器３９Ｔから外側に向けて送信
した電波を受信器３９Ｒで受信し、送信器４０Ｔからの
電波を受信器４０Ｒで受信する。この場合には、両者の
電波は混在するおそれがほとんどないので、左右の同時
送信同時受信も可能である。
【００１９】このように、左右の送受信のタイミングを
ずらすことで送受信器の共有化を図り、部品点数を削減
することができる。
ずらすことで送受信器の共有化を図り、部品点数を削減
することができる。
【００２０】＜第２実施形態＞上述した第１実施形態で
は、送信器からミリ波以上の波長の電波を送信したが、
用いる波長によっては路面と送受信器との間に定在波が
生じ、電波反射体１００が存在する場所においてもその
反射強度が弱くなる場合もあり得る。
は、送信器からミリ波以上の波長の電波を送信したが、
用いる波長によっては路面と送受信器との間に定在波が
生じ、電波反射体１００が存在する場所においてもその
反射強度が弱くなる場合もあり得る。
【００２１】図６において、送受信器１１から真下方向
に送信された電波がアで示されており、基本的には電波
反射体１００の有無によりその反射強度が変化する。一
方、送受信器から斜め下方向に送信された電波はイで示
されており、その半波長の整数倍が送受信器と路面との
距離に等しい場合には、送受信器と路面との距離及び波
長の関係によっては送信波と受信波が干渉して互いに弱
め合い、電波反射体が存在するにもかかわらずその反射
強度が非常に弱くなる場合がある。電波反射体１００が
存在する場合でもその反射強度が減少し検出強度が弱め
られてしまう。従って、単一の波長を用いて反射強度の
変化から車両位置を検出する場合、用いる波長によって
は精度良く位置を検出できない場合がある。そこで、本
実施形態では、単一の波長を用いるのではなく、異なる
複数の波長を有する、すなわち周波数の異なる複数の電
波を送信し、有意の反射強度が得られる波長の電波のみ
を選択することで精度良く位置を検出する。
に送信された電波がアで示されており、基本的には電波
反射体１００の有無によりその反射強度が変化する。一
方、送受信器から斜め下方向に送信された電波はイで示
されており、その半波長の整数倍が送受信器と路面との
距離に等しい場合には、送受信器と路面との距離及び波
長の関係によっては送信波と受信波が干渉して互いに弱
め合い、電波反射体が存在するにもかかわらずその反射
強度が非常に弱くなる場合がある。電波反射体１００が
存在する場合でもその反射強度が減少し検出強度が弱め
られてしまう。従って、単一の波長を用いて反射強度の
変化から車両位置を検出する場合、用いる波長によって
は精度良く位置を検出できない場合がある。そこで、本
実施形態では、単一の波長を用いるのではなく、異なる
複数の波長を有する、すなわち周波数の異なる複数の電
波を送信し、有意の反射強度が得られる波長の電波のみ
を選択することで精度良く位置を検出する。
【００２２】本実施形態の基本的な構成は図２に示され
た構成と同様であるが、送信器１１Ｔ、１２Ｔからは波
長の異なる電波を送信する。波長の種類としては、例え
ば、車高が数十センチであることを考慮して０．３０
ｍ、０．３２ｍ、０．３４ｍ等とすればよく、受信信号
比較部１８ではこれらの波長の電波の反射強度を監視し
て、十分大きな反射強度を有する波長の信号を用いて車
両位置を検出する。例えば、０．３０ｍの波長の電波の
信号強度はほとんどゼロであるが、０．３４ｍの波長の
電波の信号強度が大きい場合には、０．３４ｍの電波を
用いて車両位置を検出する。
た構成と同様であるが、送信器１１Ｔ、１２Ｔからは波
長の異なる電波を送信する。波長の種類としては、例え
ば、車高が数十センチであることを考慮して０．３０
ｍ、０．３２ｍ、０．３４ｍ等とすればよく、受信信号
比較部１８ではこれらの波長の電波の反射強度を監視し
て、十分大きな反射強度を有する波長の信号を用いて車
両位置を検出する。例えば、０．３０ｍの波長の電波の
信号強度はほとんどゼロであるが、０．３４ｍの波長の
電波の信号強度が大きい場合には、０．３４ｍの電波を
用いて車両位置を検出する。
【００２３】これにより、電波の送信波と受信波の干渉
の影響を受けずに精度良く車両位置を検出することがで
きる。なお、基本的には周波数の異なる２種類の電波を
用いれば良いが、３種類あるいはそれ以上の電波を用い
ることで、車高の大きな変化にも対応することができ
る。また、周波数の異なる電波は同時に送信しても良
く、また時分割で送信しても良い。時分割で送信する場
合には、さらに右送受信器で全ての周波数の電波を時分
割で送信しその後左送受信器の処理に移行する方法と、
各周波数に対して右送受信器と左送受信器の処理を交互
に行う方法の２通りがあり、いずれの方法でもよい。
の影響を受けずに精度良く車両位置を検出することがで
きる。なお、基本的には周波数の異なる２種類の電波を
用いれば良いが、３種類あるいはそれ以上の電波を用い
ることで、車高の大きな変化にも対応することができ
る。また、周波数の異なる電波は同時に送信しても良
く、また時分割で送信しても良い。時分割で送信する場
合には、さらに右送受信器で全ての周波数の電波を時分
割で送信しその後左送受信器の処理に移行する方法と、
各周波数に対して右送受信器と左送受信器の処理を交互
に行う方法の２通りがあり、いずれの方法でもよい。
【００２４】＜第３実施形態＞上述した実施形態では、
孤立した１台の車両における位置検出を想定している
が、複数の車両が近接して走行している場合、ある車両
の受信器で他の車両の送信器から送信された電波を受信
してしまう場合もあり得る。そこで、本実施形態では、
このような車両間の混信も防止すべく、各車両が所定の
パターンで電波を送信する。
孤立した１台の車両における位置検出を想定している
が、複数の車両が近接して走行している場合、ある車両
の受信器で他の車両の送信器から送信された電波を受信
してしまう場合もあり得る。そこで、本実施形態では、
このような車両間の混信も防止すべく、各車両が所定の
パターンで電波を送信する。
【００２５】各車両の構成ブロック図は図２に示された
ものと同様であり、各車両の送信パターンが送信制御部
１６によって異なるパターンとなる。図７にはある車両
の送信パターンがタイミングチャートとして示されてい
る。送信電波としては周波数の異なる複数の電波を時分
割で送信するものとし、第１の周波数の電波、第２の周
波数の電波、第３の周波数の電波の順に時刻ｔnまでは
順次送信し、時刻ｔn以降は第２の周波数と第１の周波
数の電波を交互に送信する。そして、このような送信パ
ターンを基本周期として繰り返すことで、その車両固有
の送信パターンとする。一方、隣接する車両の送信パタ
ーンが、単に３つの周波数を順次切り替えて送信するパ
ターンであるとすると、受信側でも図７に示す送信パタ
ーンに同期した信号成分が自身の車両から送信した電波
の反射信号になるので、他の車両から送信された電波と
明確に区別することができる。
ものと同様であり、各車両の送信パターンが送信制御部
１６によって異なるパターンとなる。図７にはある車両
の送信パターンがタイミングチャートとして示されてい
る。送信電波としては周波数の異なる複数の電波を時分
割で送信するものとし、第１の周波数の電波、第２の周
波数の電波、第３の周波数の電波の順に時刻ｔnまでは
順次送信し、時刻ｔn以降は第２の周波数と第１の周波
数の電波を交互に送信する。そして、このような送信パ
ターンを基本周期として繰り返すことで、その車両固有
の送信パターンとする。一方、隣接する車両の送信パタ
ーンが、単に３つの周波数を順次切り替えて送信するパ
ターンであるとすると、受信側でも図７に示す送信パタ
ーンに同期した信号成分が自身の車両から送信した電波
の反射信号になるので、他の車両から送信された電波と
明確に区別することができる。
【００２６】また、このような特定のパターンで電波を
送信することで、車両間の混信のみならず、車両以外の
電波源からの電波を電波反射体からの電波として誤って
受信することも有効に防止できる。
送信することで、車両間の混信のみならず、車両以外の
電波源からの電波を電波反射体からの電波として誤って
受信することも有効に防止できる。
【００２７】なお、図７では異なる周波数の電波を用い
たが、同一周波数の電波を用いることもできる。図８に
は同一周波数の電波を用いた場合のある車両の送信パタ
ーン（Ａ）とこれに隣接する車両の送信パターン（Ｂ）
の例が示されている。送信時が一致しないように送信タ
イミングをずらすことで、単一周波数でも車両間の混信
を防止することができる。但し、このような等周期の送
信パターンでは多数の車両が隣接する場合には確実に混
信を防止することは困難であり、また各車両間における
同期の問題も生じ得る。さらに送信器以外の規則的な電
波源が周囲に存在する場合も考慮すると、一般には各車
両がより複雑な送信パターンを用いるのが望ましい。具
体的には、各車両の送信制御部１６で乱数を発生させ、
この乱数に基づいて送信パターンを決定することが考え
られる。但し、送信パルスの間隔の上限は車速で制限さ
れる。車速に比してあまりに長い間隔を選択すると、変
位検出に基づく操舵制御の精度が低下するからである。
たが、同一周波数の電波を用いることもできる。図８に
は同一周波数の電波を用いた場合のある車両の送信パタ
ーン（Ａ）とこれに隣接する車両の送信パターン（Ｂ）
の例が示されている。送信時が一致しないように送信タ
イミングをずらすことで、単一周波数でも車両間の混信
を防止することができる。但し、このような等周期の送
信パターンでは多数の車両が隣接する場合には確実に混
信を防止することは困難であり、また各車両間における
同期の問題も生じ得る。さらに送信器以外の規則的な電
波源が周囲に存在する場合も考慮すると、一般には各車
両がより複雑な送信パターンを用いるのが望ましい。具
体的には、各車両の送信制御部１６で乱数を発生させ、
この乱数に基づいて送信パターンを決定することが考え
られる。但し、送信パルスの間隔の上限は車速で制限さ
れる。車速に比してあまりに長い間隔を選択すると、変
位検出に基づく操舵制御の精度が低下するからである。
【００２８】以上の説明では送信パターンについて説明
したが、受信パターンも送信パターンに同期させて不連
続的に行うのは言うまでもない。
したが、受信パターンも送信パターンに同期させて不連
続的に行うのは言うまでもない。
【００２９】＜第４実施形態＞第１実施形態では、矩形
状の金属板を電波反射体のユニットとしたが、仮に同程
度の大きさの金属板が路上に落下している場合には、電
波強度上は正規の電波反射体とこの落下物との区別がで
きず、正確な車両位置を検出できない場合も生じ得る。
そこで、本実施形態では、このような正規の電波反射体
と路上落下物とを明確に区別することができる方法を示
す。
状の金属板を電波反射体のユニットとしたが、仮に同程
度の大きさの金属板が路上に落下している場合には、電
波強度上は正規の電波反射体とこの落下物との区別がで
きず、正確な車両位置を検出できない場合も生じ得る。
そこで、本実施形態では、このような正規の電波反射体
と路上落下物とを明確に区別することができる方法を示
す。
【００３０】図９には電波反射体１００の形状の種々の
バリエーションが示されている。（Ａ）は第１実施形態
の電波反射体に矩形状の開口１０２が所定間隔（例えば
１ｍ）で設けられている例である。従って、この電波反
射体で反射された電波を受信すると、開口間隔と車速に
応じて周期的に強度が変化する信号が得られることにな
り、他の路上物からの反射信号と区別することができ
る。（Ｂ）は第１実施形態の電波反射体に周期的な切欠
部１０４を左右に設けた例である。切欠部１０４で電波
の反射強度が周期的に減少するので、（Ａ）と同様に他
の路上物と正規の電波反射体とを区別することができ
る。（Ｃ）は他の電波反射体の断面図であり、路面に金
属板を埋設するとともに、所定周期で金属板に凹部（窪
み）１０６を設け、その凹部にアスファルト１０８を充
填したものである。この例においても、アスファルト１
０８の部分で周期的に反射電波の受信強度が減少するの
で、他の路上物と区別することができる。（Ｄ）は第１
実施形態の電波反射体に水を逃がすための微小な開口１
１０を多数形成したものであり、水分の影響をより確実
に除去するのに好適である。なお、この（Ｄ）の微小開
口１１０を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各電波反射体に設
けることも可能である。一方、（Ｅ）は薄い金属板に交
互に多数の裂け目を入れて引き延ばした状態（エキスパ
ンドメタル）を示しており、その表面に規則的な凹凸面
が形成された電波反射体である。このような金属板を電
波反射体として用いると、平板金属板と異なり、斜め方
向から入射した電波も入射方向に反射することが可能と
なるので、走路の中央のみならず走路の端部に設ける
等、電波反射体の敷設部位に自由度が増すことになる。
バリエーションが示されている。（Ａ）は第１実施形態
の電波反射体に矩形状の開口１０２が所定間隔（例えば
１ｍ）で設けられている例である。従って、この電波反
射体で反射された電波を受信すると、開口間隔と車速に
応じて周期的に強度が変化する信号が得られることにな
り、他の路上物からの反射信号と区別することができ
る。（Ｂ）は第１実施形態の電波反射体に周期的な切欠
部１０４を左右に設けた例である。切欠部１０４で電波
の反射強度が周期的に減少するので、（Ａ）と同様に他
の路上物と正規の電波反射体とを区別することができ
る。（Ｃ）は他の電波反射体の断面図であり、路面に金
属板を埋設するとともに、所定周期で金属板に凹部（窪
み）１０６を設け、その凹部にアスファルト１０８を充
填したものである。この例においても、アスファルト１
０８の部分で周期的に反射電波の受信強度が減少するの
で、他の路上物と区別することができる。（Ｄ）は第１
実施形態の電波反射体に水を逃がすための微小な開口１
１０を多数形成したものであり、水分の影響をより確実
に除去するのに好適である。なお、この（Ｄ）の微小開
口１１０を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各電波反射体に設
けることも可能である。一方、（Ｅ）は薄い金属板に交
互に多数の裂け目を入れて引き延ばした状態（エキスパ
ンドメタル）を示しており、その表面に規則的な凹凸面
が形成された電波反射体である。このような金属板を電
波反射体として用いると、平板金属板と異なり、斜め方
向から入射した電波も入射方向に反射することが可能と
なるので、走路の中央のみならず走路の端部に設ける
等、電波反射体の敷設部位に自由度が増すことになる。
【００３１】このように、本実施形態では、電波反射体
の単位ユニットの形状に特徴を持たせることにより電波
反射特性を不連続として他の路上物体と区別したが、そ
の本質は電波反射特性の不連続的な変化であり、必ずし
も周期的な変化に限られず特徴的な変化であればいかな
るものでも良い。
の単位ユニットの形状に特徴を持たせることにより電波
反射特性を不連続として他の路上物体と区別したが、そ
の本質は電波反射特性の不連続的な変化であり、必ずし
も周期的な変化に限られず特徴的な変化であればいかな
るものでも良い。
【００３２】＜第５実施形態＞第４実施形態では、電波
反射体の単位ユニットの形状自体に特徴を持たせること
で路上物体と区別したが、単位ユニットは第１実施形態
と同様に矩形状の金属板とし、その配置に特徴を持たせ
ることで路上物体と区別することも可能である。 図１
０には電波反射体ユニットの配置の一例が示されてい
る。電波反射体ユニットは第１実施形態と同様の矩形状
金属板であり、これを所定の不連続パターンで配置して
基本周期とする。不連続パターンは、乱数により発生さ
せることができる。（Ａ）は基本周期の一例であり、単
位ユニットを４個連続して配置し、ユニット３個分の間
隔をおいて１個のユニットを配置し、ユニット２個分の
間隔をおいて２個のユニットを連続して配置し、ユニッ
ト１個分の間隔をおいて１個のユニットを配置するパタ
ーンである。ユニットの有無で１と０のデータを示すと
すると、このパターンで“１１１１０００１００１１０
１”を表すことになる。そして、このようなパターンを
繰り返したものが（Ｂ）に示されており、Ｘm-1〜Ｘm、
Ｘm〜Ｘm+1・・は同一パターンである。このような配置
とすると、反射電波の受信信号の基本周期も“１１１１
０００１００１１０１”のパターンとなるため、この以
外の信号成分はノイズとして区別することができる。
反射体の単位ユニットの形状自体に特徴を持たせること
で路上物体と区別したが、単位ユニットは第１実施形態
と同様に矩形状の金属板とし、その配置に特徴を持たせ
ることで路上物体と区別することも可能である。 図１
０には電波反射体ユニットの配置の一例が示されてい
る。電波反射体ユニットは第１実施形態と同様の矩形状
金属板であり、これを所定の不連続パターンで配置して
基本周期とする。不連続パターンは、乱数により発生さ
せることができる。（Ａ）は基本周期の一例であり、単
位ユニットを４個連続して配置し、ユニット３個分の間
隔をおいて１個のユニットを配置し、ユニット２個分の
間隔をおいて２個のユニットを連続して配置し、ユニッ
ト１個分の間隔をおいて１個のユニットを配置するパタ
ーンである。ユニットの有無で１と０のデータを示すと
すると、このパターンで“１１１１０００１００１１０
１”を表すことになる。そして、このようなパターンを
繰り返したものが（Ｂ）に示されており、Ｘm-1〜Ｘm、
Ｘm〜Ｘm+1・・は同一パターンである。このような配置
とすると、反射電波の受信信号の基本周期も“１１１１
０００１００１１０１”のパターンとなるため、この以
外の信号成分はノイズとして区別することができる。
【００３３】なお、基本周期のパターンはどのようなも
のであっても良く、また、カーブ走路の手前では基本周
期を短くする等の方策をとることも可能である。
のであっても良く、また、カーブ走路の手前では基本周
期を短くする等の方策をとることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば天
候等の周囲環境の影響を受けずに常に精度良く路面に対
する車両の位置を検出することができる。
候等の周囲環境の影響を受けずに常に精度良く路面に対
する車両の位置を検出することができる。
【図１】 本発明の実施形態の概念構成図である。
【図２】 実施形態の構成ブロック図である。
【図３】 送信ビームと受信ビームの関係を示す説明図
である。
である。
【図４】 送信ビームと受信ビームの他の関係を示す説
明図である。
明図である。
【図５】 送信器と受信器の関係を示す説明図である。
【図６】 真下と斜め方向に電波を送信した場合の反射
強度変化を示す説明図である。
強度変化を示す説明図である。
【図７】 複数周波数の電波を時分割で送信する場合の
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図８】 単一周波数の電波を所定のパターンで送信す
る場合のタイミングチャートである。
る場合のタイミングチャートである。
【図９】 電波反射体ユニットの形状を示す図であり、
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）は平面図、（Ｃ）は断
面図を示す。
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）は平面図、（Ｃ）は断
面図を示す。
【図１０】 電波反射体の配置方法を示す説明図であ
る。
る。
１０ 車両、１１、１２ 送受信器、１４ ＥＣＵ、１
００ 電波反射体、１０２ 開口、１０４ 切欠部、１
０６ 凹部（窪み）、１０８ アスファルト、１１０
微小開口。
００ 電波反射体、１０２ 開口、１０４ 切欠部、１
０６ 凹部（窪み）、１０８ アスファルト、１１０
微小開口。
Claims (1)
- 【請求項１】 路面の所定位置に設けられた電波反射手
段と、 路面に対してミリ波以上の波長の電波を送信する車載の
送信手段と、 前記電波反射手段から反射した電波を受信する車載の受
信手段と、 前記受信手段で受信した電波強度に基づいて前記電波反
射手段に対する車両の相対位置を検出する車載の検出手
段と、 を有し、前記電波反射手段は、車両進行方向に沿って複
数個配置された電波反射ユニットから構成され、かつ、
その配置は所定の乱数パターンを単位周期とする周期的
配置であることを特徴とする車両位置検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258248A JPH10105228A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 車両位置検出装置 |
| DE19742395A DE19742395A1 (de) | 1996-09-30 | 1997-09-25 | Fahrzeugposition-Erfassungssystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258248A JPH10105228A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 車両位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10105228A true JPH10105228A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17317595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8258248A Withdrawn JPH10105228A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 車両位置検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10105228A (ja) |
| DE (1) | DE19742395A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015009236A1 (de) | 2014-07-24 | 2016-01-28 | U-Shin Ltd. | Funkerfassungsvorrichtung und Radarsystem |
| JP2016091336A (ja) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | 日立アプライアンス株式会社 | 自律走行型掃除機システム |
| JP2019053742A (ja) * | 2018-10-25 | 2019-04-04 | 日立アプライアンス株式会社 | 基地局及び自律走行型掃除機 |
| DE102021112175A1 (de) | 2020-05-26 | 2021-12-02 | Omron Corporation | Radarvorrichtung und steuerungsverfahren hierfür |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8258248A patent/JPH10105228A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-09-25 DE DE19742395A patent/DE19742395A1/de not_active Ceased
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015009236A1 (de) | 2014-07-24 | 2016-01-28 | U-Shin Ltd. | Funkerfassungsvorrichtung und Radarsystem |
| US9915731B2 (en) | 2014-07-24 | 2018-03-13 | U-Shin Ltd. | Radio sensing device and radar system |
| JP2016091336A (ja) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | 日立アプライアンス株式会社 | 自律走行型掃除機システム |
| JP2019053742A (ja) * | 2018-10-25 | 2019-04-04 | 日立アプライアンス株式会社 | 基地局及び自律走行型掃除機 |
| DE102021112175A1 (de) | 2020-05-26 | 2021-12-02 | Omron Corporation | Radarvorrichtung und steuerungsverfahren hierfür |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19742395A1 (de) | 1998-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |