WO2017187879A1 - 磁気マーカ及び運転支援システム - Google Patents

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WO2017187879A1
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marker
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道治 山本
知彦 長尾
均 青山
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Aichi Steel Corp
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Aichi Steel Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic marker laid on a road to support driving of a vehicle, and a driving support system including the magnetic marker.
  • a magnetic marker laid on a road so as to be detectable by a magnetic sensor on the vehicle side is known (for example, see Patent Document 1). If a magnetic marker is used, for example, automatic driving may be realized in addition to various types of driving assistance such as automatic steering control using a magnetic marker laid along a lane and a lane departure warning.
  • information that can be acquired by detection of the magnetic marker is information such as the presence or absence of the magnetic marker, the lateral displacement of the vehicle in the width direction with respect to the magnetic marker, and whether the magnetic polarity is the N pole or the S pole.
  • information that can be acquired from the marker side is not sufficient.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and intends to provide a magnetic marker capable of providing more information and a driving support system using the magnetic marker.
  • the magnetic marker according to the present invention includes an information providing unit that provides information in addition to a magnetic generating unit that generates a peripheral magnetic field. According to this magnetic marker, more information can be provided to the vehicle on the detection side.
  • the vehicle includes an information acquisition unit that corresponds to the magnetic marker according to the present invention and acquires information provided by the magnetic marker, more information can be acquired from the magnetic marker than can be acquired by a magnetic method. It is. If it is a driving support system including a combination of the magnetic marker and the vehicle, the information acquired from the magnetic marker is used, for example, the presentation of driving support information based on the information, the presentation of warnings, etc. Various driving support such as vehicle control can be realized.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a driving support system in the first embodiment.
  • 1 is a front view showing an RFID tag in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a graph showing the magnetic field distribution in the vertical direction of the magnetic marker in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an electrical configuration of an RFID tag and a tag reader in the first embodiment.
  • the flowchart which shows the flow of operation
  • the traveling path on which the magnetic marker is laid may be a public road or a passage in a site such as a shopping center. Furthermore, it may be a passage of a self-propelled multilevel parking lot or a self-propelled underground parking lot in a building such as a shopping center.
  • the information providing unit may be a wireless tag held by the magnetic marker.
  • information can be provided to the vehicle side by wireless communication.
  • wireless communication even if snow or dirt adheres to the surface side of the magnetic marker, the influence is relatively small, and information can be transmitted.
  • the vehicle-side information acquisition unit may be provided with a function of demodulating information by receiving radio waves transmitted from the magnetic marker.
  • the magnetic marker holds the wireless tag
  • a sheet-like wireless tag is disposed on the front surface side or the back surface side of the magnetic marker, or disposed on the side surface side of the magnetic marker.
  • the wireless tag may be partially embedded in the magnetic marker, while the wireless antenna may be disposed on the front side, back side, or side surface of the magnetic marker.
  • the wireless tag may be entirely embedded and held in the magnetic marker.
  • the surface side of the magnetic marker is the side facing upward when laid, and the back side of the magnetic marker is the side facing the road surface of the traveling path when laid.
  • the wireless tag may be a magnetic marker that is a wireless tag using a frequency band of 710 to 960 MHz. If the wireless tag uses this frequency band, small and robust wireless communication can be realized.
  • the magnetism generating unit may have a magnet molded with magnetic powder as a magnetism source.
  • a magnet formed from the magnetic powder has a high electrical internal resistance, so that eddy currents can be suppressed and power can be transmitted efficiently.
  • a bonded magnet formed by kneading magnetic powder in a binder made of a polymer material such as rubber or plastic is used as the magnetic generating part, high frequency loss can be reduced, so a high frequency band is used. The compatibility with the wireless tag is good.
  • the information providing unit may be a pattern that is formed on the surface of the magnetic marker and that can be read imagewise.
  • an image-readable pattern for example, an image code such as a barcode or QR code (registered trademark), a color type, a color painting pattern, a texture (pattern), a character, There are various patterns such as symbols that can be identified in an image.
  • the information acquisition unit on the vehicle side may be provided with a function of image-capturing a pattern formed on the surface of the magnetic marker and image-reading information represented by the pattern.
  • the use of the information acquired from the magnetic marker may be driving assistance by presenting the information or processing information to the driver, or driving the vehicle by using the information.
  • a device for presenting information or the like to the driver for example, there are devices such as a display, a speaker, an alarm, a buzzer, and a vibrator.
  • a device for controlling the vehicle for example, there are a device for realizing automatic braking, a device for realizing automatic steering, a device for automatically controlling an engine throttle, and the like.
  • the information provided by the information providing unit of the magnetic marker may be position information indicating the laying position of the magnetic marker.
  • position information indicating the laying position of the magnetic marker can be acquired on the vehicle side.
  • This position information is effective information that can be used for capturing the position of the vehicle on the vehicle side.
  • the vehicle may include an inter-vehicle communication device for transmitting / receiving information on the position of the vehicle based on the position information acquired from the magnetic marker to / from another vehicle.
  • the vehicle can grasp the positional relationship with other vehicles in the vicinity. If the positional relationship with other vehicles can be grasped, the reliability of the control can be increased and the safety can be improved in driving assistance such as automatic brake control. Moreover, if it is driving assistance, such as a warning, the warning regarding the behavior of the vehicle which a driver
  • Example 1 This example is an example related to the driving support system 1S that uses the magnetic marker 1. The contents will be described with reference to FIGS.
  • a vehicle driving support system 1S illustrated in FIG. 1 is a system in which a magnetic marker 1 laid on a road surface 53 of a traveling path of a vehicle 5 and a vehicle 5 including an in-vehicle unit 2A including a magnetic sensor 2 and the like. It is.
  • An output signal of the in-vehicle unit 2A attached to the vehicle body floor 50 that hits the bottom surface of the vehicle 5 is input to, for example, an ECU (not shown) on the vehicle 5 side.
  • the output signal of the in-vehicle unit 2A can be used for various driving support such as automatic steering control for lane keeping, lane departure warning, route navigation, traffic information display, warning, and automatic driving. .
  • the magnetic marker 1 has a flat circular shape with a diameter of 100 mm and a maximum thickness of about 2.0 mm, and is a marker that can be adhesively bonded to the road surface 53.
  • a sheet-like RFID tag (Radio Frequency IDentification, wireless tag) 15 is laminated on the surface side.
  • the magnetic marker 1 of this example including the RFID tag 15 can provide various types of information to the vehicle 5 side without depending on the magnetic method.
  • the magnetic marker 1 is a marker in which the front and back sides of a flat magnet sheet 11 having a diameter of 100 mm and a thickness of 1 mm are covered with a resin mold 12.
  • the magnet sheet 11 which is an example of a magnetism generating unit is an isotropic ferrite rubber magnet sheet having a maximum energy product (BHmax) of 6.4 kJ / m 3 .
  • the magnet sheet 11 is a bonded magnet formed into a sheet shape by mixing a raw material, which is a magnetic powder of iron oxide, with rubber as a binder.
  • the sheet-like RFID tag 15 having a thickness of 0.5 mm is laminated on the surface of the magnet sheet 11.
  • the resin mold 12 on the front surface side covers the front surface side of the magnet sheet 11 on which the RFID tags 15 are stacked.
  • the thickness of the resin mold 12 on the front surface side of the magnetic marker 1 is 0.3 mm, and the thickness on the back surface side corresponding to the construction surface of the magnetic marker 1 is 0.2 mm.
  • the portion where the RFID tag 15 is disposed has a maximum thickness, and the maximum thickness including the thickness of the resin mold 12 is 2.0 mm.
  • a sheet having a diameter of 100 mm and a thickness of 0.5 to 1.0 mm provided with a rectangular arrangement hole corresponding to the RFID tag 15 is laminated on the surface of the magnet sheet 11, and the RFID tag 15 is positioned in the arrangement hole. It is also good. In this case, the thickness of the portion where the RFID tag 15 is disposed can be equal to or thinner than other portions. Thereby, when the magnetic marker 1 is stepped on the tire etc. of the vehicle 5, the load which acts on the RFID tag 15 can be suppressed.
  • the construction of the magnetic marker 1 on the road surface 53 is performed by, for example, bonding and fixing with an adhesive.
  • a resin mold may be applied to the outer peripheral side surface of the magnetic marker 1.
  • it is also possible to form a resin mold reinforced with glass fibers by laminating a glass cloth or the like on the surface of the magnet sheet 11 on which the RFID tag 15 is laminated, and impregnating the glass cloth with a resin.
  • the RFID tag 15 that is an example of an information providing unit is an electronic component in which an IC chip 157 is mounted on the surface of a tag sheet 150 that is a sheet-like member, as shown in FIG.
  • the RFID tag 15 is configured to operate with power supplied from the outside by wireless transmission, and to transmit information stored in the IC chip 157 wirelessly.
  • the RFID tag 15 of this example is a wireless tag using the 900 MHz band.
  • the RFID tag 15 can be easily downsized, and robust radio communication can be realized because of high radio wave permeability.
  • seat 11 which is a bond magnet is equipped with the characteristic that there are few high frequency losses. Therefore, the magnet sheet 11 is less likely to attenuate the 900 MHz band radio wave transmitted by the RFID tag 15 and is less likely to hinder the robustness of wireless communication.
  • the tag sheet 150 is a sheet-like member cut out from the PET film.
  • a loop coil pattern 151 and an antenna pattern 153 which are printed patterns of conductive ink such as silver paste, are formed.
  • Each of the loop coil pattern 151 and the antenna pattern 153 has a substantially annular shape having a notch at one place.
  • a chip placement area (not shown) for placing the IC chip 157 is formed in the notched portion.
  • the loop coil pattern 151 is a pattern that forms the power receiving coil 152.
  • An exciting current is generated in the loop coil pattern 151 by electromagnetic induction from the outside.
  • the antenna pattern 153 is a pattern that forms the transmission antenna 154 that wirelessly transmits information.
  • the power receiving coil 152 formed by the loop coil pattern 151 and the transmission antenna 154 formed by the antenna pattern 153 both have sensitivity in the vertical direction of the formation surface. This sensitivity specification is suitable for communication with the in-vehicle unit 2 ⁇ / b> A attached to the vehicle body floor 50 of the vehicle 5.
  • As the conductive ink for printing the patterns 151 and 153 graphite paste, silver chloride paste, copper paste, nickel paste, etc. can be used in addition to silver paste. Further, the patterns 151 and 153 can be formed by copper etching or the like.
  • the IC chip 157 is an electronic component in which a semiconductor element 158 including a ROM and a RAM as memory means is mounted on the surface of a sheet-like base material 159.
  • the RFID tag 15 is produced by attaching the IC chip 157 to the surface of the tag sheet 150 described above.
  • various bonding methods such as ultrasonic bonding and caulking bonding can be employed in addition to the conductive adhesive.
  • the electrical configuration of the RFID tag 15 will be described later with reference to the block diagram of FIG.
  • the tag sheet 150 of the RFID tag 15 and the substrate 159 of the IC chip 157 a resin film such as polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), paper, or the like can be used.
  • the IC chip 157 may be a semiconductor element itself or a chip obtained by packaging a semiconductor element with a plastic resin or the like.
  • Table 1 shows part of the shape specifications and magnetic specifications of the magnet sheet 11 provided in the magnetic marker 1 of this example.
  • the magnetic field distribution in which the magnetic marker 1 acts in the vertical direction is as shown in FIG.
  • the figure is a semilogarithmic graph showing a simulation result by an axisymmetric three-dimensional static magnetic field analysis using a finite element method.
  • a simulation program in which the accuracy of the simulation has been confirmed in advance by a demonstration experiment is used. Furthermore, for some of the data shown in the figure, it has been confirmed by simulation that the simulation values are correct.
  • the logarithmic scale of the magnetic flux density acting in the vertical direction is set on the vertical axis, and the vertical height (height from the marker surface) with respect to the surface of the magnetic marker 1 is set on the horizontal axis. is doing.
  • Gs surface magnetic flux density
  • a magnetic flux density of 8 microtesla or more is ensured in a range of 100 to 250 mm assumed as a mounting height of the magnetic sensor 2.
  • the vehicle 5 includes an in-vehicle unit 2A (FIG. 1) including the magnetic sensor 2 in FIG. 5 that magnetically detects the magnetic marker 1 and the tag reader 3 in FIG. 6 that acquires information from the magnetic marker 1.
  • the in-vehicle unit 2A is attached to the vehicle body floor 50 that forms the bottom surface of the vehicle so that the magnetic marker 1 laid on the road surface 53 can be detected.
  • the mounting height of the in-vehicle unit 2A is in the range of 100 to 250 mm, although it varies depending on the vehicle type.
  • the magnetic sensor 2 and the tag reader 3 constituting the in-vehicle unit 2A will be described in order.
  • the magnetic sensor 2 that is an example of a magnetic detection unit is a one-chip MI (Magnet Impedance) sensor in which an MI element 21 and a drive circuit are integrated.
  • the MI element 21 is an element including an amorphous wire (an example of a magnetic sensitive body) 211 made of a CoFeSiB alloy having substantially zero magnetostriction, and a pickup coil 213 wound around the amorphous wire 211.
  • the magnetic sensor 2 detects magnetism acting on the amorphous wire 211 that is a magnetosensitive body by measuring an induced voltage of the pickup coil 213 when a pulse current is applied to the amorphous wire 211.
  • the drive circuit includes a pulse circuit 23 that supplies a pulse current to the amorphous wire 211, and a signal processing circuit 25 that samples and outputs the induced voltage of the pickup coil 213 at a predetermined timing.
  • the pulse circuit 23 is a circuit including a pulse generator 231 that generates a pulse signal that is a source of a pulse current.
  • the signal processing circuit 25 is a circuit that takes out an induced voltage of the pickup coil 213 through a synchronous detection 251 that is opened and closed in conjunction with a pulse signal, and amplifies it with a predetermined amplification factor by an amplifier 253.
  • the signal amplified by the signal processing circuit 25 is output to the outside as a sensor signal.
  • the magnetic sensor 2 is a highly sensitive sensor having a magnetic flux density measurement range of ⁇ 0.6 millitesla and a magnetic flux resolution within the measurement range of 0.02 microtesla. Such high sensitivity is realized by the MI element 21 utilizing the MI effect that the impedance of the amorphous wire 211 changes sensitively according to the external magnetic field. According to the magnetic sensor 2 having a magnetic flux resolution of 0.02 micro Tesla (see Table 2), the magnetic force of at least a magnetic flux density of 8 micro Tesla (see FIG. 4) acts at an installation height of 100 to 250 mm. The magnetic marker 1 to be detected can be detected with high certainty. Furthermore, the magnetic sensor 2 can perform high-speed sampling at a cycle of 3 kHz, and is compatible with high-speed driving of the vehicle.
  • the tag reader 3 that is an example of the information acquisition unit includes a power supply unit 31 that supplies power to the RFID tag 15 included in the magnetic marker 1, and information acquisition that acquires information wirelessly transmitted by the RFID tag 15. Part 33.
  • the power supply unit 31 is an electronic circuit that supplies current to the loop coil 310 to generate a magnetic field and transmits power by electromagnetic induction.
  • the information acquisition unit 33 is an electronic circuit that receives a radio wave transmitted by the RFID tag 15 using the loop antenna 330 and extracts information by demodulation.
  • the tag reader 3 transmits electric power by generating an exciting current in the power receiving coil 152 on the RFID tag 15 side by electromagnetic induction by the magnetic field generated by the loop coil 310, and stores the power in the power receiving unit 155 on the RFID tag 15 side.
  • the wireless transmission unit 156 operates upon receiving power supply from the power reception unit 155, and transmits various types of information to the vehicle 5 side via the transmission antenna 154.
  • it is a dedicated work vehicle on which a reader / writer having a data writing function is mounted, new information can be written to the RAM, data can be rewritten, and the like.
  • the operation of the in-vehicle unit 2A in the driving support system 1S will be described with reference to the flowchart of FIG. While the vehicle 5 is traveling, the detection process of the magnetic marker 1 is repeatedly executed using the magnetic sensor 2 of the in-vehicle unit 2A (S101).
  • the in-vehicle unit 2A causes the tag reader 3 to perform power transmission, thereby supplying operating power to the RFID tag 15 of the magnetic marker 1 (S103).
  • the in-vehicle unit 2A causes the tag reader 3 to start reception / demodulation processing in synchronization with wireless transmission started in accordance with the operation of the RFID tag 15 (S104), and acquires transmission information from the RFID tag 15.
  • the information provided to the vehicle 5 by the RFID tag 15 included in the magnetic marker 1 can be exemplified by the following (1) position information, (2) height information, (3) traffic information, and the like.
  • information such as the presence / absence of the magnetic marker 1 and the lateral displacement amount of the vehicle 5 when passing through the magnetic marker 1 can be acquired. It can be applied to various driving assistances such as departure warning, automatic steering, lane departure avoidance control and automatic driving.
  • Two-dimensional position information If two-dimensional position information is provided to the vehicle 5 side, accurate position information can be acquired on the vehicle 5 side without using positioning means such as GPS (Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • a navigation system can be realized.
  • the vehicle position is estimated by autonomous navigation using measured values such as the vehicle speed and the yaw rate, and every time the vehicle passes the magnetic marker 1. It is good to get the exact position.
  • a combination with a navigation system having positioning means such as GPS is also effective. If a magnetic marker 1 that can provide position information is installed in places where GPS radio waves cannot be received or are likely to be unstable, such as tunnels and valleys of buildings, navigation with a poor GPS radio wave can be backed up. The position acquisition accuracy by the system can be improved.
  • the magnetic marker 1 may be laid in a passage such as a self-propelled multilevel parking lot such as a shopping center, and height information such as the number of floors may be provided to the vehicle 5 side.
  • height information such as the number of floors
  • GPS or the like it is not easy to specify the number of floors in a building. If the number of floors where the vehicle is located is unknown, it is difficult to provide route guidance to the vacant frames with high accuracy even if vacant frame information with designated floor numbers is provided from the infrastructure side. If there is provision of height information that can specify the number of floors, highly accurate route guidance to empty frames in a self-propelled multilevel parking lot can be realized.
  • Traffic information such as information on intersections, information on branches, and information on junctions
  • the magnetic marker 1 may be installed at a characteristic point on a road (traveling road) such as an intersection, a branch road, or a combined flow path, and information on the corresponding road shape type may be provided from the magnetic marker 1 side.
  • driving assistance using traffic information there are various driving assistance controls such as a display for alerting the driver, presentation of traffic information by an alarm sound, etc., and brake control and steering control. For example, if the distance between the stop line at the intersection and the magnetic marker 1 is defined, the brake control for stopping at the stop line can be executed with high accuracy.
  • the driving support control for branching on the branch path can be executed with high accuracy.
  • Information on the distance between the intersection or branch path and the magnetic marker 1 may be included in the transmission information from the RFID tag 15.
  • the magnetic marker 1 constituting the driving support system 1S of this example includes the RFID tag 15 as an information providing unit.
  • the magnetic marker 1 On the vehicle 5 side, by detecting the magnetic marker 1 by a magnetic method, it is possible to detect the presence / absence of the magnetic marker 1 and the amount of lateral displacement of the vehicle 5 in the vehicle width direction, and obtain information useful for driving support from the magnetic marker 1. it can. If it is the driving support system 1S which lays the high-functional magnetic marker 1 provided with the RFID tag 15 on the travel path, various driving support including automatic driving can be realized by using the magnetic marker 1.
  • the magnetic flux density Gs on the surface is suppressed to 1 millitesla while ensuring the magnetic characteristics detectable by the magnetic sensor 2.
  • the magnetic flux density of 1 millitesla is even smaller than, for example, 1/10 of the magnetic flux density of about 20 to 40 millitesla on the surface of a magnet sheet attached to a whiteboard, a refrigerator door, or the like.
  • the magnetic marker 1 has a very weak magnetic force even compared to these office or household magnet sheets.
  • the magnetic field generated by the magnetic marker 1 is extremely weak, the efficiency of electromagnetic induction when transmitting power from the vehicle 5 side can be increased, and the reliability and efficiency of power transmission can be ensured.
  • the RFID tag 15 and the tag reader 3 employ loop-shaped magnetic field antennas that detect magnetic field components and the like as the antennas 154 and 330 for transmitting and receiving information. If the peripheral magnetic field is large, information transmission / reception may be affected. However, if the magnetic field generated by the magnetic marker 1 is weak, the reliability of wireless communication is less likely to be impaired.
  • an isotropic ferrite rubber magnet which is a bonded magnet formed by mixing rubber as a binder with magnetic powder of iron oxide, is illustrated as the magnet sheet 11 forming the magnetism generating portion of the magnetic marker 1.
  • the magnet of the magnetic marker may be a bonded magnet such as a plastic magnet molded with a mold after the raw material, which is magnetic powder of iron oxide, is mixed with the raw material, plastic, and then melted, and the raw material is baked and hardened.
  • a sintered magnet or the like may be used.
  • the ferrite magnet forming the magnet sheet 11 has a characteristic that electric resistance is large. Therefore, when electric power is transmitted by electromagnetic induction, there is little possibility that an eddy current is generated on the surface of the magnet sheet 11, and transmission efficiency when electric power is transmitted wirelessly can be ensured. Further, in the magnet sheet 11 which is a bonded magnet obtained by pulverizing a magnet and kneaded into a rubber which is a binder, the pulverized magnets are bonded by a binder which is an insulator, and the electric resistance is very large. Therefore, according to this magnet sheet 11, when the RFID tag 15 performs wireless communication, there is almost no possibility of causing high-frequency loss.
  • the RFID tag 15 is disposed so as to be attached to the front surface, back surface, or side surface of the magnet sheet 11 or the magnetic marker 1, the RFID tag 15 is disposed inside the magnet sheet 11 or the magnetic marker 1, or the magnetic marker.
  • an RFID tag 15 may be disposed on the lower side of 1.
  • a high frequency of 100 kHz or higher can be selected as the carrier frequency for wireless communication by the RFID tag 15. If the carrier frequency is high, the RFID tag can be easily downsized. In particular, in the case of a carrier frequency in the 900 MHz band, for example, since the transparency is high, it is relatively easy to ensure communication stability and the robustness can be improved.
  • a bonded magnet with low high-frequency loss such as a rubber magnet or plastic magnet
  • a carrier frequency in the 900 MHz band wireless communication robustness and RFID tag size reduction And both.
  • a similar effect can be expected if the RFID tag uses a frequency band of 710 to 960 MHz.
  • the sensor using the MI element 21 is illustrated as the magnetic sensor 2.
  • the magnetic sensor may be any magnetic sensor having a sensitivity capable of detecting the magnetic marker 1 within the range of 100 to 250 mm assumed as the mounting height, and is not limited to a magnetic sensor using the MI element 21. Absent.
  • other types of magnetic sensors such as a fluxgate sensor and a TMR sensor can be used.
  • a combination of two or more of an MI sensor, a fluxgate sensor, and a TMR sensor can be employed.
  • the position of the magnetic sensor installed in the vehicle is at least about 100 mm away from the road surface. As the magnetic sensor, it is necessary to employ a sensor having a performance capable of easily detecting the magnetism generated by the magnetic marker 1 disposed on the road surface.
  • the magnetic material and the kind of magnet of the magnet sheet 11 constituting the magnetic marker 1 are not limited to this example. Various types and types of magnetic materials and magnets can be used. It is preferable to selectively determine an appropriate magnetic material and type according to the magnetic specifications and environmental specifications required for the magnetic marker 1.
  • the RFID tag 15 and the tag reader 3 may share an antenna for power transmission and an antenna for transmitting or receiving information.
  • the RFID tag 15 is provided on the front side of the magnetic marker 1, but the RFID tag 15 may be provided on the back side.
  • the RFID tag 15 is positioned on the back side of the magnetic marker 1 body. For example, even when the magnetic marker 1 is stepped on a vehicle tire, since the RFID tag 15 can be protected by the main body of the magnetic marker 1, the configuration for protecting the RFID tag 15 can be simplified.
  • RFID tags may be stacked on the surface of the magnetic marker 1 after the resin mold layer is formed. The same applies to the case where an RFID tag is disposed on the back side or side surface of the magnetic marker 1.
  • an inter-vehicle communication device that enables mutual communication between the vehicles 5 may be provided in each vehicle 5.
  • the vehicles 5 on the road can transmit and receive each other's position information wirelessly. If each vehicle 5 can grasp the positional relationship with other vehicles in the vicinity, the safety and accuracy of vehicle control for driving assistance including automatic driving can be improved.
  • the position information of the own vehicle position exchanged between the vehicles may be position information based on the position information provided from the magnetic marker 1. For example, the position information including the movement information by the autonomous navigation after passing through the magnetic marker 1 is set as the own vehicle position, or the position information obtained by correcting the lateral displacement amount of the own vehicle with respect to the magnetic marker 1 It is good to set as a position.
  • a sheet-shaped magnetic marker 1 is illustrated as a magnetic marker.
  • the shape of the magnetic marker may be a columnar shape such as a circular cross section or a polygonal cross section.
  • the combination of the columnar magnetic marker height and outer diameter may be a long and narrow columnar shape whose height dimension is larger than the outer diameter, but it is a short columnar shape whose outer diameter dimension is larger than the height.
  • a cylindrical shape having a height of 10 to 20 mm and a diameter of 25 to 30 mm is preferable.
  • a ferrite plastic magnet which is a kind of bonded magnet, may be adopted.
  • accommodation spaces such as depressions or holes for accommodating the magnetic markers in the road.
  • accommodation space it is preferable to secure a large dimension in the depth direction with respect to the height of the magnetic marker.
  • the upper end surface of the magnetic marker disposed in the accommodation space is lower than the road surface.
  • the magnetic marker may be sealed by filling with a methacrylic resin filler to improve uniformity with the surrounding road surface.
  • asphalt may be adopted as the filler.
  • a woven or non-woven fabric such as glass fiber, carbon fiber, or cellulose nanofiber may be disposed on the upper end surface side of the magnetic marker.
  • the characteristics of the filler can be enhanced by impregnating the woven or non-woven fabric with the filler.
  • the size of the woven or non-woven fabric may be smaller than the cross-sectional shape of the storage space, but may be slightly larger than the cross-sectional shape of the storage space. If it is a woven cloth etc. larger than the cross-sectional shape of a storage space, a magnetic marker can be integrally covered with the road surface around a storage space. In this case, the opening portion of the accommodation space can be protected integrally with the surrounding road surface. For example, the dent of the opening part of an accommodation space can be suppressed, and the favorable laying state of a magnetic marker can be maintained long in the operation over a long period of time on a road.
  • Example 2 In this example, instead of the magnetic marker of the first embodiment, a magnetic marker 1 in which an image pattern is formed on the surface side is employed.
  • the contents will be described with reference to FIGS.
  • the magnetic marker 1 in FIG. 8 has the same shape specifications and magnetic specifications as those of the first embodiment, and the surface treatment of a resin mold or the like is also the same.
  • the difference is that the RFID tag 15 is not laminated on the surface side, and instead, a code image 18 which is an image-like pattern that is an example of an information providing unit is formed by printing or the like.
  • the in-vehicle unit constituting the driving support system of the present example performs information processing from the code image 18 by performing image processing on the image picked up by the camera that images the road surface 53 and the magnetic marker 1 instead of the tag reader of the first embodiment.
  • a combination (not shown) with the image ECU to be read is provided as an example of the information acquisition unit.
  • a film on which a code image 18 such as a barcode or QR code (registered trademark) is printed is laminated on the surface of the magnet sheet 11, and a transparent resin mold layer is further formed on the surface.
  • the camera on the vehicle 5 side is attached with the lens facing downward so that the surface of the magnetic marker 1 laid on the road surface 53 can be imaged.
  • the image ECU is configured to capture a captured image of the camera and perform image processing when the magnetic marker 1 can be detected magnetically, to cut out a code image area and to read information represented by the code image 18. ing.
  • a code image may be printed directly on the surface of the resin mold that covers the surface side of the magnet sheet 11.
  • a transparent protective layer may be provided on the surface side of the code image.
  • a code image in which a white portion is convex and a black portion is uneven such as a recess may be formed.
  • a black sheet in the code image is covered with a white sheet provided with a hole so that the black color of the magnet sheet 11 can be seen from the outside through the hole, and the code image is displayed in comparison with the white part of the white sheet. It is also good to do.
  • a color pattern may be displayed instead of the code image.
  • the color pattern include a pattern of a single color, a color coating pattern, and the like. In the case of a single color, it is conceivable to display a safe part in blue, an accident-prone and dangerous part in red, an intersection in red, a combined path in yellow, and a branch path in blue.
  • the color painting pattern for example, the information may be presented by a color painting pattern 19 of four regions divided by angles as shown in FIG. Further, if the amount of information that can be provided by one magnetic marker 1 is not sufficient for the purpose, a combination of two or more magnetic patterns 1 such as two adjacent in the traveling direction of the vehicle 5 is combined. Can also represent one piece of information. Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.
  • Magnetic Marker 1S Driving Support System 11 Magnet Sheet (Magnetic Generator) 12 Resin mold 15 RFID tag (wireless tag, information provider) 18 Code image (Information provision department) 19 Coloring pattern (information provision department) 2A In-vehicle unit 2 Magnetic sensor (magnetic detection unit) 21 MI element 3 Tag reader (information acquisition unit) 5 Vehicle 50 Body floor (bottom) 53 road surface

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Abstract

より多くの情報を提供可能な磁気マーカを利用した運転支援システムを提供する。　車両の運転を支援するための運転支援システムでは、磁界を発生する磁気発生部をなす磁石シート（１１）のほかに、車両側に情報を提供する情報提供部としてのＲＦＩＤタグ（１５）を備える磁気マーカ（１）が車両の走行路に敷設され、車両は、磁気マーカ（１）を磁気的に検出する磁気検出部をなす磁気センサのほか、磁気マーカ（１）が備えるＲＦＩＤタグ（１５）が提供する情報を取得する情報取得部としてのタグリーダを備えている。

Description

磁気マーカ及び運転支援システム
　本発明は、車両の運転を支援するために道路に敷設される磁気マーカ、及びこの磁気マーカを含む運転支援システムに関する。
　従来、車両側の磁気センサにより検出可能に道路に敷設される磁気マーカが知られている（例えば、特許文献１参照。）。磁気マーカを利用すれば、例えば車線に沿って敷設された磁気マーカを利用する自動操舵制御や車線逸脱警報などの各種の運転支援のほか、自動運転を実現できる可能性がある。
特開２００５－２０２４７８号公報
　しかしながら、磁気マーカの検出により取得できる情報は、磁気マーカの有無や、磁気マーカに対する車両の幅方向の横ずれ量や、磁極性がＮ極であるかＳ極であるか等の情報であり、磁気マーカ側から取得できる情報の量や種類が十分とは言えないという問題がある。
　本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、より多くの情報を提供可能な磁気マーカ、及びこの磁気マーカを利用した運転支援システムを提供しようとするものである。
　本発明に係る磁気マーカは、周辺磁界を発生する磁気発生部のほかに、情報を提供する情報提供部を備えている。この磁気マーカによれば、検出する側の車両に対してより多くの情報を提供可能である。
　本発明に係る磁気マーカに対応し、前記磁気マーカが提供する情報を取得する情報取得部を備える車両であれば、磁気的な方法で取得できる情報よりも多くの情報を前記磁気マーカから取得可能である。前記磁気マーカと前記車両との組み合わせを含む運転支援システムであれば、前記磁気マーカから取得した情報を利用し、例えばその情報に基づく運転支援情報の提示や、警報等の提示や、その情報を利用した車両制御等、多彩な運転支援を実現できる。
実施例１における、運転支援システムの説明図。 実施例１における、磁気マーカの上面図及び側面図。 実施例１における、ＲＦＩＤタグを示す正面図。 実施例１における、磁気マーカの鉛直方向の磁界分布を示すグラフ。 実施例１における、磁気センサの電気的構成を示すブロック図。 実施例１における、ＲＦＩＤタグ及びタグリーダの電気的構成を示すブロック図。 実施例１における、車載ユニットの動作の流れを示すフロー図。 実施例２における、磁気マーカの正面図。 実施例２における、磁気マーカの正面図。
　本発明の好適な態様について説明する。
　前記磁気マーカを敷設する走行路は、公共の道路であっても良く、ショッピングセンタなどの敷地内の通路であっても良い。さらに、ショッピングセンタなどの建物内の自走式の立体駐車場や自走式の地下駐車場の通路であっても良い。
　前記情報提供部は、前記磁気マーカに保持された無線タグであっても良い。
　この場合には、無線通信により情報を車両側に提供できる。無線通信であれば、前記磁気マーカの表面側に積雪や汚れ等が付着等しても影響が比較的少なく、情報の送信が可能である。なお、車両側の情報取得部には、前記磁気マーカから送信された電波を受信して情報を復調する機能を設けると良い。
　前記磁気マーカが前記無線タグを保持する態様としては、例えばシート状の無線タグが前記磁気マーカの表面側あるいは裏面側に配設されている態様や、前記磁気マーカの側面側に配設されている態様等がある。さらに、前記無線タグの一部が前記磁気マーカの内部に埋設されている一方、無線アンテナが前記磁気マーカの表面側や裏面側や側面側に配設されている態様であっても良い。さらには、前記無線タグの全部が前記磁気マーカに埋設されて保持されている態様であっても良い。なお、前記磁気マーカの表面側とは、敷設時に上方を向く側であり、前記磁気マーカの裏面側とは、敷設時に走行路の路面に面する側である。
　前記無線タグは、７１０～９６０ＭＨｚの周波数帯域を使用する無線タグである磁気マーカであると良い。
　この周波数帯域を使用する無線タグであれば、小型かつロバストな無線通信を実現できる。
　前記磁気発生部は、磁気発生源として磁性粉末を含んで成形された磁石を有していると良い。例えば前記無線タグ等の動作に必要な電力を電磁誘導等により無線伝送する際、前記磁気発生部に渦電流が発生すると電力送信の効率が著しく損なわれる。前記磁性粉末を成形した磁石であれば電気的な内部抵抗が高いので渦電流を抑制でき、効率良く電力を伝送できる。さらに、例えば、ゴムやプラスチック等の高分子材料よりなるバインダの中に磁性粉末を練り込んで成形したボンド磁石を前記磁気発生部として採用すれば、高周波損失を低減できるので、高い周波数帯域を使用する無線タグとの相性が良好である。
　前記情報提供部は、前記磁気マーカの表面に形成されて画像的に読み取り可能なパターンであっても良い。画像的に読み取り可能なパターンとしては、例えば、バーコード、ＱＲコード（登録商標）等の画像的なコードのほか、色の種類や、色の塗り分けパターンや、テクスチャ（模様）や、文字や、記号等、画像的に識別できる様々なパターンがある。車両側の情報取得部には、前記磁気マーカの表面に形成されたパターンを画像的に撮像し、そのパターンが表す情報を画像的に読み取る機能を設けると良い。
　前記磁気マーカから取得した情報の利用としては、その情報や加工情報を運転者に提示することで運転を支援したり、その情報を利用して車両を制御する等による運転支援が考えられる。情報等を運転者に提示する装置としては、例えば、表示ディスプレイやスピーカやアラームやブザーやバイブレータなどの装置がある。車両を制御する装置としては、例えば、自動ブレーキを実現するための装置や、自動操舵を実現する装置や、エンジンスロットルを自動でコントロールする装置等がある。
　前記磁気マーカの情報提供部が提供する情報は、当該磁気マーカの敷設位置を表す位置情報であると良い。
　この場合には、前記磁気マーカを通過する際、その磁気マーカの敷設位置を表す位置情報を車両側で取得できるようになる。この位置情報は、車両側で自車位置の捕捉等に利用できる有効な情報である。
　前記車両は、前記磁気マーカから取得した位置情報に基づく自車位置の情報を、他の車両との間で送受信するための車々間通信装置を備えていることも良い。この場合には、前記車両が、周辺の他車両との位置関係を把握できるようになる。他車両との位置関係を把握できれば、例えば自動ブレーキ制御等の運転支援に際して制御の確実性を高めて安全性を向上できる。また、警報等の運転支援であれば、例えば２台前の先行車両など、運転者が視認できない車両の挙動に関する警報を実現できる。
（実施例１）
　本例は、磁気マーカ１を利用する運転支援システム１Ｓに関する例である。この内容について、図１～図７を参照して説明する。
　図１に例示する車両用の運転支援システム１Ｓは、車両５の走行路の路面５３に敷設された磁気マーカ１と、磁気センサ２等を含む車載ユニット２Ａを備える車両５と、の組み合わせによるシステムである。車両５の底面に当たる車体フロア５０に取り付けられる車載ユニット２Ａの出力信号は、例えば車両５側の図示しないＥＣＵ等に入力される。車載ユニット２Ａの出力信号は、例えば、車線維持のための自動操舵制御や、車線逸脱警報や、経路ナビゲーションや、交通情報表示や、警報や、自動運転など、各種の運転支援に利用可能である。
　磁気マーカ１は、図２のごとく、直径１００ｍｍ、最大厚さ約２．０ｍｍの扁平な円形状を呈し、路面５３への接着接合が可能なマーカである。この磁気マーカ１では、シート状のＲＦＩＤタグ（Radio Frequency IDentification、無線タグ）１５が表面側に積層されている。ＲＦＩＤタグ１５を備える本例の磁気マーカ１は、車両５側で磁気的に検出可能であるのに加え、磁気的な方法に依らずに各種の情報を車両５側に提供可能である。
　磁気マーカ１は、直径１００ｍｍ、厚さ１ｍｍの扁平な磁石シート１１の表裏の両面側を樹脂モールド１２により覆ったマーカである。磁気発生部の一例をなす磁石シート１１は、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が６．４ｋＪ／ｍ3の等方性フェライトラバーマグネットのシートである。この磁石シート１１は、酸化鉄の磁性粉末である原材料にバインダとしてのゴムを混ぜてシート状に成形したボンド磁石である。
　厚さ０．５ｍｍのシート状のＲＦＩＤタグ１５は、磁石シート１１の表面に積層配置されている。表面側の樹脂モールド１２は、ＲＦＩＤタグ１５が積層配置された磁石シート１１の表面側を覆っている。磁気マーカ１の表面側の樹脂モールド１２の厚みは０．３ｍｍ、磁気マーカ１の施工面に当たる裏面側の厚みは０．２ｍｍとなっている。磁気マーカ１では、ＲＦＩＤタグ１５の配設部分が最大厚さとなり、樹脂モールド１２の厚みを含めて最大厚さ２．０ｍｍとなっている。
　なお、ＲＦＩＤタグ１５に対応する矩形状の配置孔を設けた直径１００ｍｍ厚さ０．５～１．０ｍｍのシートを磁石シート１１の表面に積層配置し、その配置孔にＲＦＩＤタグ１５を位置させることも良い。この場合には、ＲＦＩＤタグ１５の配設部分の厚さを他の部分と同等、あるいは他の部分よりも薄くできる。これにより、車両５のタイヤ等に磁気マーカ１が踏まれたときにＲＦＩＤタグ１５に作用する荷重を抑制できる。
　磁気マーカ１の路面５３への施工は、例えば接着材による接着固定により実施される。なお、磁気マーカ１の外周側面にも樹脂モールドを施すことも良い。さらに、ＲＦＩＤタグ１５を積層した磁石シート１１の表面にガラスクロス等を積層し、ガラスクロスに樹脂を含浸させることで、ガラス繊維で強化された樹脂モールドを形成することも良い。
　情報提供部の一例をなすＲＦＩＤタグ１５は、図３のごとく、シート状部材であるタグシート１５０の表面にＩＣチップ１５７を実装した電子部品である。ＲＦＩＤタグ１５は、外部から無線伝送により供給された電力により動作し、ＩＣチップ１５７が記憶する情報を無線で送信するように構成されている。
　特に本例のＲＦＩＤタグ１５は、９００ＭＨｚ帯を使用する無線タグである。この周波数帯域であれば、ＲＦＩＤタグ１５の小型化が容易であると共に、電波の透過性が高いためロバストな無線通信を実現できる。なお、ボンド磁石である磁石シート１１は、高周波損失が少ないという特性を備えている。それ故、この磁石シート１１は、ＲＦＩＤタグ１５が送信する９００ＭＨｚ帯の電波を減衰させる度合いが少なく、無線通信のロバスト性を阻害するおそれが少ない。
　タグシート１５０は、ＰＥＴフィルムから切り出したシート状部材である。タグシート１５０の表面には、銀ペースト等の導電性インクの印刷パターンであるループコイルパターン１５１及びアンテナパターン１５３が形成されている。ループコイルパターン１５１及びアンテナパターン１５３は、それぞれ１箇所において切り欠きを有する略環状を呈している。この切り欠き部分には、ＩＣチップ１５７を配設するためのチップ配設領域（図示略）が形成されている。タグシート１５０にＩＣチップ１５７を接合すると、各パターン１５１、１５３がＩＣチップ１５７と電気的に接続される。
　ループコイルパターン１５１は、受電コイル１５２をなすパターンである。外部からの電磁誘導によってこのループコイルパターン１５１に励磁電流が発生する。アンテナパターン１５３は、情報を無線送信する送信アンテナ１５４をなすパターンである。ループコイルパターン１５１がなす受電コイル１５２及びアンテナパターン１５３がなす送信アンテナ１５４は、いずれも、その形成面の鉛直方向に感度を有している。この感度の仕様は、車両５の車体フロア５０に取り付けた車載ユニット２Ａとの通信等に適している。なお、各パターン１５１、１５３を印刷するための導電性インクとしては、銀ペーストのほか、黒鉛ペースト、塩化銀ペースト、銅ペースト、ニッケルペースト等を利用することができる。さらに、銅エッチング等により各パターン１５１、１５３を形成することも可能である。
　ＩＣチップ１５７は、メモリ手段であるＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む半導体素子１５８をシート状の基材１５９の表面に実装した電子部品である。ＲＦＩＤタグ１５は、このＩＣチップ１５７を上記のタグシート１５０の表面に貼り付けて作製される。図示しない電極を設けたインターポーザ型のＩＣチップ１５７の貼り付けには、導電性の接着材のほか、超音波接合やカシメ接合など様々な接合方法を採用できる。なお、ＲＦＩＤタグ１５の電気的な構成については、図６のブロック図を参照して後で説明する。
　ＲＦＩＤタグ１５のタグシート１５０やＩＣチップ１５７の基材１５９としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂フィルムや、紙などを採用できる。さらにまた、上記ＩＣチップ１５７としては、半導体素子そのものであっても良く、半導体素子をプラスチック樹脂等によりパッケージングしたチップであっても良い。
　ここで、本例の磁気マーカ１が備える磁石シート１１の形状仕様、磁気的な仕様の一部を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　磁気マーカ１が鉛直方向に作用する磁界分布は図４の通りである。同図は、有限要素法を用いた軸対称３次元静磁場解析によるシミュレーション結果を示す片対数グラフである。なお、このコンピュータシミュレーションを実行するに当たっては、実証実験によりシミュレーションの精度を予め確認済みのシミュレーションプログラムを用いている。さらに、同図に示す一部のデータについては実証実験によりシミュレーションの値が正しいことを確認している。
　図４では、鉛直方向に作用する磁気の磁束密度の対数目盛を縦軸に設定し、磁気マーカ１の表面を基準とした鉛直方向の高さ（マーカ表面からの高さ）を横軸に設定している。同図中、マーカ表面からの高さ＝０ｍｍのときの磁束密度が表１中の「表面の磁束密度Ｇｓ」となる。この磁気マーカ１では、磁気センサ２の取付け高さとして想定される１００～２５０ｍｍの範囲において、８マイクロテスラ以上の磁束密度が確保されている。
　次に、磁気マーカ１を検出等する側の車両５について説明する。この車両５は、磁気マーカ１を磁気的に検出する図５の磁気センサ２、及び磁気マーカ１から情報を取得する図６のタグリーダ３を含む車載ユニット２Ａ（図１）を備えている。車載ユニット２Ａは、路面５３に敷設される磁気マーカ１を検出等できるよう、車両の底面をなす車体フロア５０に取り付けられている。車載ユニット２Ａの取付け高さは、車種によって違いがあるが１００～２５０ｍｍの範囲となっている。以下、車載ユニット２Ａを構成する磁気センサ２、及びタグリーダ３について、順番に説明する。
（磁気センサ）
　磁気検出部の一例をなす磁気センサ２は、図５のブロック図の通り、ＭＩ素子２１と駆動回路とが一体化された１チップのＭＩ（Magnet Impedance）センサである。ＭＩ素子２１は、ほぼ零磁歪であるＣｏＦｅＳｉＢ系合金製のアモルファスワイヤ（感磁体の一例）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２は、アモルファスワイヤ２１１にパルス電流を印加したときのピックアップコイル２１３の誘起電圧を計測することで、感磁体であるアモルファスワイヤ２１１に作用する磁気を検出する。
　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の誘起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、を含めて構成されている。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。
　この磁気センサ２の仕様の一部を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　磁気センサ２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。磁束分解能が０．０２マイクロテスラ（表２参照。）の磁気センサ２によれば、取付高さの想定範囲である１００～２５０ｍｍにおいて少なくとも磁束密度８マイクロテスラ（図４参照。）の磁気を作用する磁気マーカ１を確実性高く検出可能である。さらに、この磁気センサ２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。
（タグリーダ）
　情報取得部の一例をなすタグリーダ３は、図６のごとく、磁気マーカ１が備えるＲＦＩＤタグ１５に対して電力を供給する電力供給部３１と、ＲＦＩＤタグ１５が無線送信する情報を取得する情報取得部３３と、を含んで構成されている。電力供給部３１は、ループコイル３１０に電流を供給して磁界を発生させ、電磁誘導により電力を伝送する電子回路である。情報取得部３３は、ループアンテナ３３０を利用してＲＦＩＤタグ１５が送信する電波を受信し、復調により情報を取り出す電子回路である。
　タグリーダ３は、ループコイル３１０が発生する磁界による電磁誘導によりＲＦＩＤタグ１５側の受電コイル１５２に励磁電流を生じさせることで電力を伝送し、ＲＦＩＤタグ１５側の受電部１５５に電力を蓄えさせる。ＲＦＩＤタグ１５側では、受電部１５５から電力の供給を受けて無線送信部１５６が動作し、送信アンテナ１５４を介して各種の情報を車両５側に送信する。また、データ書込み機能を備えたリーダライタを車載する専用の作業車両であれば、新たな情報のＲＡＭへの書き込みやデータの書き換え等を実行可能である。
　次に、運転支援システム１Ｓにおける車載ユニット２Ａの動作について、図７のフロー図を参照して説明する。
　車両５の走行中では、車載ユニット２Ａの磁気センサ２を利用して磁気マーカ１の検出処理が繰り返し実行される（Ｓ１０１）。磁気センサ２により磁気マーカ１が検出されると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、車載ユニット２Ａは、タグリーダ３に電力伝送を実施させ、これにより磁気マーカ１のＲＦＩＤタグ１５に動作電力を供給する（Ｓ１０３）。車載ユニット２Ａは、ＲＦＩＤタグ１５の動作に応じて開始される無線送信に同期してタグリーダ３に受信・復調処理を開始させ（Ｓ１０４）、ＲＦＩＤタグ１５からの送信情報を取得する。
　なお、磁気マーカ１が備えるＲＦＩＤタグ１５が車両５側に提供する情報としては、例えば以下の（１）位置情報、（２）高さ情報、（３）交通情報等を例示できる。なお、磁気マーカ１の磁気的な検出によれば、磁気マーカ１の有無、磁気マーカ１を通過する際の車両５の車幅方向の横ずれ量等の情報を取得でき、これらの情報は、車線逸脱警報や自動操舵や車線逸脱回避制御や自動運転などの各種の運転支援に適用可能である。
（１）２次元的な位置情報
　２次元的な位置情報を車両５側に提供すれば、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位手段によらずに正確な位置情報を車両５側で取得でき、ナビゲーションシステムを実現できる。また、車両５の進行方向において隣り合う磁気マーカ１の中間に車両５が位置するときには、車速やヨーレートなどの計測値を利用した自律航法により車両位置を推定し、磁気マーカ１を通過する毎に正確な位置を取得すると良い。
　ＧＰＳなどの測位手段を有するナビゲーションシステムとの組み合わせも有効である。トンネルやビルの谷間などＧＰＳ電波が受信不可能であったり不安定に陥り易い箇所に、位置情報を提供可能な磁気マーカ１を敷設しておけば、ＧＰＳ電波の不良な受信状態をバックアップできナビゲーションシステムによる位置捕捉精度を向上できる。
（２）高さ情報（３次元的な位置情報）
　例えば、ショッピングセンタなどの自走式立体駐車場などの通路に磁気マーカ１を敷設しておき、階数などの高さ情報を車両５側に提供することも良い。例えばＧＰＳ等では、建物内の階数の特定が容易ではない。車両が所在する階数が不明であれば、仮に階数の指定付きの空き枠情報がインフラ側から提供されても、その空き枠への経路案内を精度高く行うことは難しい。階数を特定可能な高さ情報の提供が有れば、自走式立体駐車場内での空き枠への精度の高い路案内を実現できる。
（３）交通情報
　交差点の情報や、分岐路の情報や、合流路の情報などの交通情報を車両５側に提供することも良い。例えば、交差点や分岐路や合流路など道路（走行路）上の特徴あるポイントに磁気マーカ１を設置し、対応する道路形状の種別の情報を磁気マーカ１側から提供すると良い。交通情報を利用する運転支援としては、運転者に注意を促す表示や警報音等による交通情報の提示や、ブレーキ制御やステアリング制御等の各種の運転支援制御がある。例えば交差点の停止線と磁気マーカ１との距離が規定されていれば、停止線に停止させるためのブレーキ制御を精度高く実行できる。また、例えば分岐路の開始位置と磁気マーカ１との距離が規定されていれば、分岐路で分岐させるための運転支援制御を精度高く実行できる。なお、交差点や分岐路と磁気マーカ１との距離の情報を、ＲＦＩＤタグ１５からの送信情報に含めることも良い。
　以上のように、本例の運転支援システム１Ｓを構成する磁気マーカ１は、情報提供部としてのＲＦＩＤタグ１５を備えている。車両５側では、磁気的な方法により磁気マーカ１を検出することにより磁気マーカ１の有無や車両５の車幅方向の横ずれ量を検出等できるほか、磁気マーカ１から運転支援に役立つ情報を取得できる。ＲＦＩＤタグ１５を備える高機能な磁気マーカ１を走行路に敷設する運転支援システム１Ｓであれば、磁気マーカ１を活用して自動運転を含む様々な運転支援を実現できる。
　なお、本例の磁気マーカ１では、磁気センサ２で検出可能な磁気特性を確保しながら、表面の磁束密度Ｇｓを１ミリテスラに抑えている。この１ミリテスラの磁束密度は、例えばホワイトボードや冷蔵庫の扉等に貼り付けるマグネットシート表面の２０～４０ミリテスラ程度の磁束密度の１／１０よりもさらに小さい。磁気マーカ１は、これらの事務用あるいは家庭用のマグネットシートと比べても磁力が非常に微弱である。
　このように磁気マーカ１が発生する磁界が極めて微弱であれば、車両５側から電力を伝送する際の電磁誘導の効率を高め、電力伝送の信頼性や効率を確保できる。また、ＲＦＩＤタグ１５及びタグリーダ３は情報の送受信用のアンテナ１５４、３３０として磁界成分を検出等するループ状の磁界アンテナを採用している。周辺磁界が大きいと情報の送受信に影響が生じる可能性があるが、磁気マーカ１が発生する磁界が微弱であれば無線通信の信頼性が損なわれるおそれが少ない。
　なお、本例では、磁気マーカ１の磁気発生部をなす磁石シート１１として、酸化鉄の磁性粉末にバインダであるゴムを混ぜて成形したボンド磁石である等方性フェライトラバーマグネットを例示している。磁気マーカの磁石としては、酸化鉄の磁性粉末である原材料をバインダであるプラスチックを原材料に混ぜて溶解した後、金型で成形したプラスチックマグネットなどのボンド磁石であっても良く、原材料を焼き固めた焼結マグネット等であっても良い。
　磁石シート１１をなすフェライトマグネットは電気抵抗が大きいという特性を有している。それ故、電磁誘導により電力を伝送する際、磁石シート１１の表面に渦電流が生じるおそれが少なく、電力を無線伝送する際の伝送効率を確保できる。また、磁石を粉砕してバインダであるゴムに練り込んだボンド磁石である磁石シート１１では、粉砕された磁石が絶縁物であるバインダで結合されており、電気抵抗が非常に大きくなっている。そのため、この磁石シート１１によれば、ＲＦＩＤタグ１５が無線通信を行う際、高周波損失を生じさせるおそれがほとんどない。
　高周波損失の少ないボンド磁石からなる磁石シート１１であれば、無線電波の減衰を回避できるため、ＲＦＩＤタグ１５の配置自由度を高くできる。例えば、磁石シート１１あるいは磁気マーカ１の表面や裏面や側面に貼り付けるようにＲＦＩＤタグ１５を配設したり、磁石シート１１あるいは磁気マーカ１の内部にＲＦＩＤタグ１５を配設したり、磁気マーカ１の下側にＲＦＩＤタグ１５を配設する等、の配置が可能である。
　また、高周波損失の少ないボンド磁石を磁気マーカの磁石として採用する場合であれば、ＲＦＩＤタグ１５による無線通信の搬送周波数として１００ｋＨｚ以上の高い周波数を選択できる。搬送周波数が高い周波数であれば、ＲＦＩＤタグの小型化が容易である。特に例えば９００ＭＨｚ帯の搬送周波数であれば、透過性が高いため通信安定性の確保が比較的容易でありロバスト性を向上できる。
　このように、ラバーマグネットやプラスチックマグネットなど高周波損失が少ないボンド磁石を磁気マーカの磁石として採用する場合には、例えば９００ＭＨｚ帯の搬送周波数を採用することで無線通信のロバスト性とＲＦＩＤタグの小型化とを両立できる。なお、７１０～９６０ＭＨｚの周波数帯域を使用するＲＦＩＤタグであれば同様の効果を期待できる。
　磁気センサ２としてＭＩ素子２１を利用するセンサを例示している。磁気センサとしては、その取付高さとして想定する１００～２５０ｍｍの範囲で磁気マーカ１の検出が可能な感度を有する磁気センサであれば良く、ＭＩ素子２１を利用する磁気センサに限定されるものではない。例えば、フラックスゲートセンサ、ＴＭＲ型センサ等、他の種類の磁気センサを採用することもできる。２個以上の磁気センサを利用する場合には、ＭＩセンサ、フラックスゲートセンサ、ＴＭＲ型センサのうちの２種類以上を組み合わせて採用することもできる。車両に設置される磁気センサの位置は、道路の路面とは少なくとも１００ｍｍ程度の距離がある。磁気センサとしては、路面に配置された磁気マーカ１が発する磁気を容易に検出できる性能を有するセンサを採用する必要がある。
　磁気マーカ１を構成する磁石シート１１の磁性材料や磁石の種類は、本例には限定されない。磁性材料や磁石の種類としては、様々な材料や種類を採用できる。磁気マーカ１に要求される磁気的仕様や環境仕様等に応じて、適切な磁性材料や種類を選択的に決定するのが良い。
　なお、ＲＦＩＤタグ１５及びタグリーダ３について、電力伝送のためのアンテナと、情報を送信あるいは受信するためのアンテナとを共用することも良い。
　本例では、磁気マーカ１の表面側にＲＦＩＤタグ１５を設けているが、ＲＦＩＤタグ１５を裏面側に設けることも良い。磁気マーカ１を路面に敷設したとき、磁気マーカ１本体の裏側にＲＦＩＤタグ１５が位置するようになる。例えば磁気マーカ１が車両タイヤに踏まれた場合であっても、磁気マーカ１本体によりＲＦＩＤタグ１５を保護できるため、ＲＦＩＤタグ１５を保護する構成を簡素にできる。
　本例では、磁石シート１１の表面にＲＦＩＤタグ１５を積層配置した後、磁石シート１１の表面側に樹脂モールド１２の層を形成している。これに代えて、樹脂モールドの層を形成した後の磁気マーカ１の表面にＲＦＩＤタグを積層配置しても良い。磁気マーカ１の裏面側や側面側にＲＦＩＤタグを配設する場合も同様である。
　磁気マーカ１が２次元的な位置情報を車両５側に提供するように構成した場合、車両５間での相互通信を可能とする車々間通信装置を各車両５に設けることも良い。この場合には、道路上の各車両５が互いの位置情報を無線で送受信できるようになる。各車両５が周辺の他車両との位置関係を把握できるようになれば、自動運転を含めて運転支援のための車両制御の安全性や精度を向上できる。車両間でやり取りする自車位置の位置情報としては、磁気マーカ１から提供を受けた位置情報を基にした位置情報としても良い。例えば、磁気マーカ１に対する自車の車幅方向の横ずれ量を補正した位置情報を自車位置として設定したり、磁気マーカ１を通過した後の自律航法による移動情報を含めた位置情報を自車位置として設定すると良い。
　さらに、位置情報に加えて速度情報や加速度情報などの走行情報を車々間通信によってやり取りすれば、周辺の他車両との位置関係に加えて他車両の挙動を把握できるようになる。この場合には、例えば２台前の先行車両がブレーキをかけたとき、回避ブレーキ制御の要否を適切に判断できるようになり、車両制御の精度を高め安全性を向上できる。また、例えば２台前の車両がブレーキをかけたときに警報を行う等の運転支援が可能になる。
　本例では、磁気マーカとして、シート形状の磁気マーカ１を例示している。磁気マーカの形状は、断面円形状や断面多角形状等の柱状であっても良い。柱状の磁気マーカの高さと外径との組み合わせとしては、外径よりも高さ寸法の方が大きい細長い柱状であっても良いが、高さよりも外径寸法の方が大きい背の低い柱状であっても良い。例えば高さ１０～２０ｍｍ、直径２５～３０ｍｍの円柱状とすると良い。なお、この円柱状の磁気マーカの場合には、ボンド磁石の一種であるフェライトプラスチックマグネットを採用すると良い。
　柱状の磁気マーカを敷設する際には、磁気マーカを収容する窪みあるいは孔等の収容スペースを予め道路に形成しておくと良い。収容スペースについては、磁気マーカの高さに対して深さ方向の寸法を大きく確保しておくと良い。この場合、収容スペースに配置した磁気マーカの上端面は、路面よりも低くなるが、例えばメタクリル樹脂系の充填剤を充填することで封止し、周囲の路面との均一性を高めると良い。なお、充填剤としてはアスファルトを採用しても良い。
　さらに、充填剤を充填するに当たって、ガラス繊維、カーボン繊維、セルロースナノファイバー等の織布あるいは不織布を磁気マーカの上端面側に配置しておくことも良い。この場合には、織布あるいは不織布に充填剤が含浸することで充填剤の特性を強化できる。織布あるいは不織布の大きさとしては、収容スペースの断面形状よりも小さいものであっても良いが、収容スペースの断面形状よりもひと回り大きなものであっても良い。収容スペースの断面形状よりも大きな織布等であれば、収容スペースの周りの路面と共に磁気マーカを一体的に覆うことができる。この場合には、周囲の路面と一体的に収容スペースの開口部分を保護できる。例えば収容スペースの開口部分の凹み等を抑制でき、道路の長期間に渡る運用において磁気マーカの良好な敷設状態を長く維持できる。
（実施例２）
　本例は、実施例１の磁気マーカに代えて、表面側に画像的なパターンが形成された磁気マーカ１を採用した例である。この内容について図８及び図９を参照して説明する。
　図８の磁気マーカ１は、形状的な仕様や磁気的な仕様が実施例１と同様であり、樹脂モールド等の表面処理も同様である。相違点は、ＲＦＩＤタグ１５が表面側に積層配置されておらず、代わりとして、情報提供部の一例をなす画像的なパターンであるコード画像１８が印刷等により形成されている点にある。また、本例の運転支援システムを構成する車載ユニットは、実施例１のタグリーダに代えて、路面５３を撮像するカメラと、磁気マーカ１の撮像画像に画像処理を施してコード画像１８から情報を読み取る画像ＥＣＵと、の組み合わせ（図示略）を情報取得部の一例として備えている。
　図８の磁気マーカ１では、例えばバーコードやＱＲコード（登録商標）などのコード画像１８が印刷されたフィルムが磁石シート１１の表面に積層配置され、さらにその表面に透明な樹脂モールドの層が積層されている。
　車両５側のカメラは、路面５３に敷設された磁気マーカ１の表面を撮像できるよう、下方にレンズを向けて取り付けられている。画像ＥＣＵは、磁気マーカ１を磁気的に検出できたときにカメラの撮像画像を取り込んで画像処理を施し、コード画像領域の切り出し、及びコード画像１８が表す情報の読み取りを実行するように構成されている。
　なお、本例に代えて、磁石シート１１の表面側を覆う樹脂モールドの表面に直接、コード画像を印刷等しても良い。この場合、コード画像の表面側に透明な保護層を設けることも良い。また、例えば白い部分が凸で、黒い部分が凹等の凸凹をなすコード画像を形成しても良い。
　また、例えばコード画像中の黒い部分のみに孔を設けた白色シートを被せて、孔を介して磁石シート１１の黒色を外部から見えるようにし、白色シートの白い部分との対比によりコード画像を表示することも良い。
　なお、コード画像に代えて色のパターンを表示することも良い。色のパターンとしては、単色の色の種類、色の塗り分け等のパターンがある。単色の場合には、安全な箇所を青で、事故が多く危険な箇所を赤としたり、交差点を赤、合流路を黄色、分岐路を青で表示する等が考えられる。色の塗り分けパターンとしては、例えば、図９のように角度で分割した４つの領域の塗り分けパターン１９で情報を提示することも良い。
　また、１箇所の磁気マーカ１で提供可能な情報量が目的に対して十分ではない場合であれば、車両５の進行方向に隣り合う２個など複数の磁気マーカ１の画像的なパターンを組み合わせて１つの情報を表すこともできる。
　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。
　以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。
　１　磁気マーカ
　１Ｓ　運転支援システム
　１１　磁石シート（磁気発生部）
　１２　樹脂モールド
　１５　ＲＦＩＤタグ（無線タグ、情報提供部）
　１８　コード画像（情報提供部）
　１９　塗り分けパターン（情報提供部）
　２Ａ　車載ユニット
　２　磁気センサ（磁気検出部）
　２１　ＭＩ素子
　３　タグリーダ（情報取得部）
　５　車両
　５０　車体フロア（底面）
　５３　路面

Claims (10)

  1. 　車両に取り付けられた磁気センサで検出できるように走行路に敷設される磁気マーカであって、
    　磁界を発生する磁気発生部のほかに、車両側に情報を提供する情報提供部を備えている磁気マーカ。
  2. 　請求項１において、前記情報提供部は、前記磁気マーカに保持された無線タグである磁気マーカ。
  3. 　請求項２において、前記無線タグは、７１０～９６０ＭＨｚの周波数帯域を使用する無線タグである磁気マーカ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項において、前記磁気発生部は、磁気発生源として磁性粉末を含んで成形された磁石を有している磁気マーカ。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項において、前記情報提供部は、前記磁気マーカの表面に形成されて画像的に読み取り可能なパターンである磁気マーカ。
  6. 　車両の運転を支援するための運転支援システムであって、
    　磁界を発生する磁気発生部のほかに、車両側に情報を提供する情報提供部を備える請求項１～５のいずれか１項に記載の磁気マーカが、車両の走行路に敷設され、
    　車両は、前記磁気マーカを磁気的に検出する磁気検出部のほか、前記磁気マーカの情報提供部が提供する情報を取得する情報取得部を備えている運転支援システム。
  7. 　請求項６において、前記車両は、前記磁気マーカから取得した情報を運転者に提示することで運転を支援する装置を備えている運転支援システム。
  8. 　請求項６又は７において、前記車両は、前記磁気マーカから取得した情報を利用して車両を制御する装置を備えている運転支援システム。
  9. 　請求項６～８のいずれか１項において、前記磁気マーカの情報提供部が提供する情報は、当該磁気マーカの敷設位置を表す位置情報である運転支援システム。
  10. 　請求項９において、前記車両は、前記磁気マーカから取得した位置情報に基づく自車位置の情報を他の車両との間で送受信するための車々間通信装置を備えている運転支援システム。
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