(57)【要約】【課題】路面に対する車両の姿勢を検出する車両用の姿勢検出システムを提供すること。【解決手段】磁気マーカ１０が敷設された路面１００Ｓを走行中の車両５の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システム１は、磁気マーカ１０に対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、車両５の前後方向に離隔する少なくとも２箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段１１がいずれか一の磁気マーカ１０について計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気マーカが敷設された路面を走行中の車両の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システムであって、
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも２箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、を備える車両用の姿勢検出システム。
【請求項２】
請求項１において、前記横ずれ量の差分に対応する車両の旋回方向の角度を取得する姿勢角検出手段を備える車両用の姿勢検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、走行路の経路方向に離隔して位置する２つの磁気マーカについていずれか一の横ずれ量計測手段が計測した横ずれ量の差分が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、車両が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段を備え、単位時間当たりの操舵角の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、単位時間当たりの車両の進行方向の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、走行路の経路方向を表す経路データを取得する手段、車両が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段、及び経路データが表す経路方向と操舵角の計測値に対応する操舵方向との一致度を演算する手段、を備え、該一致度が所定の閾値以上のときに姿勢の検出を実行する車両用の姿勢検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車両の姿勢を検出するための姿勢検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の走行を安定させるために各種の制御技術が提案されている（例えば下記の特許文献１参照。）。このような制御技術では、走行中の車両の姿勢等を検出して走行状況を精度高く把握することが、より良い車両制御のために必須となっている。走行中の車両の姿勢等を検出するために、ヨーレイトセンサや加速度センサなどの各種のセンサが活用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１７１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヨーレイトセンサや加速度センサなどのセンサは、センサに作用する力を計測することで車両の相対的な姿勢変化を特定できるのみであり、路面に対する車両の姿勢を把握することは困難であるという問題がある。
【０００５】
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、路面に対する車両の姿勢を検出する車両用の姿勢検出システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、磁気マーカが敷設された路面を走行中の車両の姿勢を検出するための車両用の姿勢検出システムであって、
磁気マーカに対する横ずれ量を計測する横ずれ量計測手段と、
車両の前後方向に離隔する少なくとも２箇所に位置する複数の横ずれ量計測手段がいずれか一の磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分を求める横ずれ量差分手段と、を備える車両用の姿勢検出システムにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の車両用の姿勢検出システムは、路面に敷設された磁気マーカを利用して車両の姿勢を検出する装置である。この姿勢検出システムは、車両の前後方向に離隔する複数の横ずれ量計測手段を用い、同じ磁気マーカについてそれぞれ横ずれ量を計測する。そして、車両の姿勢を表す指標として、車両の前後方向の位置が異なる横ずれ量計測手段が計測した横ずれ量の差分を求める。
【０００８】
以上のように本発明の姿勢検出システムによれば、磁気マーカを利用して路面に対する車両の姿勢の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における、姿勢検出システムを構成する車両を見込む正面図。
【図２】実施例１における、姿勢検出システムの構成図。
【図３】実施例１における、姿勢検出システムを構成する車載装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図４】実施例１における、磁気センサの構成を示すブロック図。
【図５】実施例１における、磁気マーカを通過する際の車幅方向の磁気分布の時間的な変化を例示する説明図。
【図６】実施例１における、磁気マーカを通過する際の磁気計測値のピーク値の時間的な変化を例示する説明図。
【図７】実施例１における、横ずれ量の計測方法の説明図。
【図８】実施例１における、姿勢検出システムによる処理の流れを示すフロー図。
【図９】実施例１における、後ろ側のセンサユニットによる検出期間の説明図。
【図１０】実施例１における、車両姿勢検出処理の流れを示すフロー図。
【図１１】実施例１における、前側のセンサユニットによる横ずれ量と、後ろ側のセンサユニットによる横ずれ量と、の説明図。
【図１２】実施例１における、前後のセンサユニットによる横ずれ量の差分Ｏfd、及び車体ずれ角Ａfの説明図。
【図１３】実施例１における、ニュートラルステアの走行状況の説明図。
【図１４】実施例１における、オーバーステアの走行状況の説明図。
【図１５】実施例１における、アンダーステアの走行状況の説明図。
【図１６】実施例２における、磁気マーカが敷設された走行路に沿って車両が走行する状況の説明図。
【図１７】実施例２における、走行路の経路方向と、車両の操舵方向と、の関係の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の好適な態様について説明する。
前記横ずれ量の差分に対応する車両の旋回方向の角度を取得する姿勢角検出手段を備えると良い（請求項２）。
車両の前後方向の位置が異なる複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分は、車両姿勢を表す指標として取り扱い可能である。ただし、この横ずれ量の差分は、対応する横ずれ量計測手段の前後方向の距離の影響を受け、この距離が長くなれば値が大きくなる。これに対して、上記の旋回方向の角度は、２つの横ずれ量計測手段の前後方向の距離の長短に無関係な正規化された指標となっている。
【００１１】
走行路の経路方向に離隔して位置する２つの磁気マーカについていずれか一の横ずれ量計測手段が計測した横ずれ量の差分が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すると良い（請求項３）。
走行路の経路方向に沿わない走行状況としては、車線変更等の状況を想定できる。このように走行路の経路方向に沿わず、車両の進路変更を伴う走行状況では、前記複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分（の絶対値）が、車両姿勢に関わらず大きくなる可能性がある。２つの磁気マーカについて同じ横ずれ量計測手段が計測した横ずれ量の差分について閾値判断を実施すれば、走行路の経路方向に沿う走行状況か否かを精度高く判別できる。走行路の経路方向に沿う走行状況のときに車両姿勢の検出を実行すれば、検出の精度を高く確保できる。
【００１２】
車両が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段を備え、単位時間当たりの操舵角の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すると良い（請求項４）。
操舵輪が急激に操舵された走行状況では、前記複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分（の絶対値）が、車両姿勢に関わらず大きくなる可能性がある。そこで、単位時間当たりの操舵角の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すれば、検出の精度を確保し易くなる。
【００１３】
単位時間当たりの車両の進行方向の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すると良い（請求項５）。
車両の進行方向が急激に変動するような走行状況では、前記複数の横ずれ量計測手段が同じ磁気マーカについて計測した横ずれ量の差分（の絶対値）が大きくなる可能性があり、この差分に基づく姿勢の検出が適切ではなくなる。そこで、単位時間当たりの車両の進行方向の変化量が所定の閾値未満のときに姿勢の検出を実行すると良い。
【００１４】
走行路の経路方向を表す経路データを取得する手段、車両が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段、及び経路データが表す経路方向と操舵角の計測値に対応する操舵方向との一致度を演算する手段、を備え、該一致度が所定の閾値以上のときに姿勢の検出を実行すると良い（請求項６）。
【００１５】
走行路の経路方向と操舵方向との一致度が所定の閾値以上のときに走行路に沿う走行状況であると判断し、姿勢の検出を実行すると良い。経路方向と操舵方向との一致度としては、例えば、経路方向における１００ｍ先の位置と操舵方向における１００ｍ先の位置との偏差の逆数や、経路方向が表す曲線と操舵方向が表す曲線との相関係数等を採用できる。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
本例は、路面に敷設された磁気マーカ１０を利用して車両の姿勢（車両姿勢）を検出するための姿勢検出システム１に関する例である。この内容について、図１〜図１５を用いて説明する。
【００１７】
姿勢検出システム１は、図１〜図３のごとく、路面１００Ｓに敷設された磁気マーカ１０を利用して車両姿勢を検出するための車両用のシステムである。姿勢検出システム１は、磁気センサＣｎ（ｎは１〜１５の整数）を含む前側及び後ろ側のセンサユニット１１と、センサユニット１１を制御する制御ユニット１２と、の組み合わせを含む車載装置を含めて構成されている。以下、姿勢検出システム１を構成する磁気マーカ１０を概説した後、センサユニット１１及び制御ユニット１２を含む車載装置の構成を説明する。
【００１８】
磁気マーカ１０は、図１及び図２のごとく、車両５が走行する車線１００の中央に沿うように敷設される道路マーカである。この磁気マーカ１０は、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなし、路面１００Ｓに設けた孔への収容が可能である。磁気マーカ１０をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットであり、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）＝６．４ｋＪ／ｍ３という特性を備えている。この磁気マーカ１０は、路面１００Ｓに穿設された孔に収容された状態で敷設される。
【００１９】
本例の磁気マーカ１０の仕様の一部を表１に示す。
【表１】
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この磁気マーカ１０は、磁気センサＣｎの取付け高さとして想定する範囲１００〜２５０ｍｍの上限の２５０ｍｍ高さにおいて、８μＴ（８×１０−６Ｔ）の磁束密度の磁気を作用できる。
【００２０】
次に、姿勢検出システム１を構成するセンサユニット１１及び制御ユニット１２について説明する。
センサユニット１１は、図１及び図２のごとく、車両５の底面に当たる車体フロア５０に取り付けられるユニットである。センサユニット１１は、磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量を計測するための横ずれ量計測手段の一例をなしている。姿勢検出システム１では、車両５の前後方向における離隔して位置する２箇所にセンサユニット１１が配置されている。なお、以下の説明では、車両の前後方向における前側のセンサユニット１１と後ろ側のセンサユニット１１との間隔をセンサスパンＳとする。
【００２１】
前側のセンサユニット１１は、フロントバンパーの内側付近に取り付けられ、後ろ側のセンサユニット１１は、リアバンパーの内側付近に取り付けられている。本例の車両５の場合、路面１００Ｓを基準とした取付け高さがいずれも２００ｍｍとなっている。
各センサユニット１１は、図２及び図３のごとく、車幅方向に沿って一直線上に配列された１５個の磁気センサＣｎと、図示しないＣＰＵ等を内蔵した検出処理回路１１０と、を備えている。磁気センサＣｎは、０．１ｍの等間隔で１５個配列され、両端の磁気センサの間隔が１．４ｍとなっている。
【００２２】
検出処理回路１１０（図３）は、磁気マーカ１０を検出するためのマーカ検出処理などの各種の演算処理を実行する演算回路である。この検出処理回路１１０は、各種の演算を実行するＣＰＵ（central processing unit）のほか、ＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ素子等の素子を利用して構成されている。
【００２３】
検出処理回路１１０は、各磁気センサＣｎが出力するセンサ信号を取得してマーカ検出処理等を実行する。検出処理回路１１０が演算した磁気マーカ１０の検出結果は、全て制御ユニット１２に入力される。検出結果としては、磁気マーカ１０を検出したか否かに加えて、磁気マーカ１０に対する横ずれ量がある。なお、前側及び後ろ側のセンサユニット１１は、いずれも３ｋＨｚ周期でマーカ検出処理を実行可能である。
【００２４】
ここで、磁気センサＣｎの構成を説明しておく。本例では、磁気センサＣｎとして、ＭＩ素子２１と駆動回路とが一体化された１チップのＭＩセンサを採用している（図４参照。）。ＭＩ素子２１は、ＣｏＦｅＳｉＢ系合金製のほぼ零磁歪であるアモルファスワイヤ２１１と、このアモルファスワイヤ２１１の周囲に巻回されたピックアップコイル２１３と、を含む素子である。磁気センサＣｎは、アモルファスワイヤ２１１にパルス電流を印加したときにピックアップコイル２１３に発生する電圧を計測することで、アモルファスワイヤ２１１に作用する磁気を検出する。ＭＩ素子２１は、感磁体であるアモルファスワイヤ２１１の軸方向に検出感度を有している。本例のセンサユニット１１の各磁気センサＣｎでは、鉛直方向に沿ってアモルファスワイヤ２１１が配設されている。
【００２５】
駆動回路は、アモルファスワイヤ２１１にパルス電流を供給するパルス回路２３と、ピックアップコイル２１３で生じた電圧を所定タイミングでサンプリングして出力する信号処理回路２５と、を含む電子回路である。パルス回路２３は、パルス電流の元となるパルス信号を生成するパルス発生器２３１を含む回路である。信号処理回路２５は、パルス信号に連動して開閉される同期検波２５１を介してピックアップコイル２１３の誘起電圧を取り出し、増幅器２５３により所定の増幅率で増幅する回路である。この信号処理回路２５で増幅された信号がセンサ信号として外部に出力される。
【００２６】
磁気センサＣｎは、磁束密度の測定レンジが±０．６ミリテスラであって、測定レンジ内の磁束分解能が０．０２マイクロテスラという高感度のセンサである。このような高感度は、アモルファスワイヤ２１１のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するというＭＩ効果を利用するＭＩ素子２１により実現されている。さらに、この磁気センサＣｎは、３ｋＨｚ周期での高速サンプリングが可能で、車両の高速走行にも対応している。本例では、磁気センサＣｎによる磁気計測の周期が３ｋＨｚに設定され、磁気センサＣｎは、磁気計測を実施する毎に検出処理回路１１０にセンサ信号を入力する。
【００２７】
磁気センサＣｎの仕様の一部を表２に示す。
【表２】
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【００２８】
上記のように、磁気マーカ１０は、磁気センサＣｎの取付け高さとして想定する範囲１００〜２５０ｍｍにおいて８μＴ（８×１０−６Ｔ）以上の磁束密度の磁気を作用できる。磁束密度８μＴ以上の磁気を作用する磁気マーカ１０であれば、磁束分解能が０．０２μＴの磁気センサＣｎを用いて確実性高く検出可能である。
【００２９】
次に、制御ユニット１２は、図１〜図３のごとく、前側及び後ろ側のセンサユニット１１を制御すると共に、各センサユニット１１の検出結果を利用して車両姿勢を検出するユニットである。制御ユニット１２による車両姿勢の検出結果は、図示しない車両ＥＣＵに入力され、スロットル制御やブレーキ制御や各輪のトルク制御など走行安全性を高めるための各種の車両制御に利用される。
【００３０】
制御ユニット１２は、各種の演算を実行するＣＰＵのほか、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ素子等が実装された電子基板（図示略）を備えるユニットである。制御ユニット１２は、前側のセンサユニット１１、後ろ側のセンサユニット１１の動作を制御すると共に、各センサユニット１１の検出結果を利用して車両姿勢を検出する。
【００３１】
制御ユニット１２は、以下の各手段としての機能を備えている。
（ａ）期間設定手段：前側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出したとき、後ろ側のセンサユニット１１が同じ磁気マーカ１０を検出できる時点を予測し、その検出できる時点を含む時間的な期間を検出期間として設定する手段。
（ｂ）横ずれ量差分手段：前側のセンサユニット１１が計測した磁気マーカ１０に対する横ずれ量と、後ろ側のセンサユニット１１が計測した横ずれ量と、の差分を演算する手段。
（ｃ）姿勢角検出手段：前側及び後ろ側のセンサユニット１１の横ずれ量の差分から車両姿勢を検出する手段。検出する車両姿勢の内容については、後で詳しく説明する。
【００３２】
次に、各センサユニット１１が磁気マーカ１０を検出するための（１）マーカ検出処理、（２）姿勢検出システム１の全体動作の流れ、（３）車両姿勢検出処理、についてそれぞれ説明する。
（１）マーカ検出処理
前側及び後ろ側のセンサユニット１１は、制御ユニット１２による制御により３ｋＨｚの周期でマーカ検出処理を実行する。センサユニット１１は、マーカ検出処理の実行周期（ｐ１〜ｐ７）毎に、１５個の磁気センサＣｎのセンサ信号が表す磁気計測値をサンプリングして車幅方向の磁気分布を得る（図５参照。）。この車幅方向の磁気分布のうちのピーク値は、同図のごとく、磁気マーカ１０を通過するときに最大となる（図５中のｐ４の周期）。
【００３３】
磁気マーカ１０が敷設された車線１００に沿って車両５が走行する際には、上記の車幅方向の磁気分布のピーク値が、図６のように磁気マーカ１０を通過する毎に大きくなる。マーカ検出処理では、このピーク値に関する閾値判断が実行され、所定の閾値以上であったときに磁気マーカ１０を検出したと判断される。
【００３４】
センサユニット１１は、磁気マーカ１０を検出したとき、磁気センサＣｎの磁気計測値の分布である車幅方向の磁気分布のうちのピーク値の車幅方向の位置を特定する。このピーク値の車幅方向の位置を利用すれば、磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量を演算できる。車両５では中央の磁気センサＣ８が車両５の中心線上に位置するようにセンサユニット１１が取り付けられているため、磁気センサＣ８に対する上記のピーク値の車幅方向の位置の偏差が、磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量となる。
【００３５】
特に、本例のセンサユニット１１は、図７のごとく、磁気センサＣｎの磁気計測値の分布である車幅方向の磁気分布について曲線近似（２次近似）を実行し、近似曲線のピーク値の車幅方向の位置を特定している。近似曲線を利用すれば、１５個の磁気センサの間隔よりも細かい精度でピーク値の位置を特定でき、磁気マーカ１０に対する車両５の横ずれ量を精度高く計測できる。
【００３６】
（２）姿勢検出システム１の全体動作
姿勢検出システム１の全体動作について、主に制御ユニット１２を主体として、図８のフロー図を用いて説明する。
制御ユニット１２は、前側のセンサユニット１１に上記のマーカ検出処理を実行させ（Ｓ１０１、第１の検出ステップ）、磁気マーカ１０を検出するまで繰り返し実行させる（Ｓ１０２：ＮＯ）。制御ユニット１２は、前側のセンサユニット１１から磁気マーカ１０を検出した旨の入力を受けたとき（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、後ろ側のセンサユニット１１にマーカ検出処理を実行させる時間的な期間である検出期間を設定する（Ｓ１０３、期間設定ステップ）。
【００３７】
具体的には、制御ユニット１２は、図９のごとく、まず、車速センサで計測した車速（車両の速度）Ｖ（ｍ／秒）により上記のセンサスパンＳ（ｍ）を除算した所要時間δｔａを、前側のセンサユニット１１による磁気マーカ１０の検出の時点である時刻ｔ１に加算する。このように時刻ｔ１に所要時間δｔａを加算すれば、後ろ側のセンサユニット１１が磁気マーカ１０を検出できる時点の時刻ｔ２を予測できる。そして、制御ユニット１２は、基準距離である１（ｍ）を車速Ｖ（ｍ／秒）で除算した区間時間δｔｂを時刻ｔ２から差し引いた時刻（ｔ２−δｔｂ）を始期とし、区間時間δｔｂを時刻ｔ２に加算した時刻（ｔ２＋δｔｂ）を終期とした時間的な区間を検出期間として設定する。なお、基準距離については、センサユニット１１の検出範囲等を考慮して適宜変更可能である。
【００３８】
制御ユニット１２は、上記のステップＳ１０３で設定した検出期間（図９）内において、後ろ側のセンサユニット１１にマーカ検出処理を繰り返し実行させる（Ｓ１０４：ＮＯ→Ｓ１１４、第２の検出ステップ）。このマーカ検出処理の内容については、ステップＳ１０１の前側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理と同様である。
【００３９】
制御ユニット１２は、検出期間（図９）において後ろ側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０を検出できれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ→Ｓ１０５：ＹＥＳ）、車両姿勢を検出するための次に説明する車両姿勢検出処理を実行する（Ｓ１０６）。一方、前側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０を検出できたが（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、上記の検出期間（図９）において、後ろ側のセンサユニット１１で磁気マーカ１０を検出できなかった場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ→Ｓ１０５：ＮＯ）、制御ユニット１２は、前側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理（Ｓ１０１）に戻って上記の一連の処理を繰り返して実行する。
【００４０】
（３）車両姿勢検出処理
制御ユニット１２が実行する車両姿勢検出処理（図８中のステップＳ１０６）は、図１０のごとく、前後のセンサユニット１１が計測した横ずれ量の差分を演算するステップ（Ｓ２０１）と、進行方向に対する車体のずれを表す車体ずれ角を演算するステップ（Ｓ２０２）と、を含む処理である。
【００４１】
ステップＳ２０１では、図１１のごとく、車両５が磁気マーカ１０を通過したとき、前側のセンサユニット１１が計測した横ずれ量Ｏf1と、後ろ側のセンサユニット１１が計測した横ずれ量Ｏf2と、の差分Ｏfd（図１２参照。）を次式により演算する。
【数１】
2018036115.tif 000005
【００４２】
ステップＳ２０２では、図１２のごとく、車両５の前後方向の車体の軸Ａxに対する車両５の進行方向Ｄirのなす角（旋回方向の角度）である車体ずれ角Ａfを演算する。この車体ずれ角Ａfは、横ずれ量の差分Ｏfd及びセンサスパンＳを含む次式により算出される。
【数２】
2018036115.tif 000006
【００４３】
曲率半径が無限大の走行路として把握可能な直線路を含めて、一定曲率の経路に沿って車両が走行している最中では、理想的には、前輪の軌跡に対して、いわゆる内輪差の分だけ後輪の軌跡が内周側となる。例えば交差点の角を直角に曲がる際には内輪差が顕在化する一方、高速道路等の曲率半径が大きなカーブを走行する状況では、内輪差を無視できることから、前輪及び後輪の軌跡はほぼ一致する。
【００４４】
一定曲率の経路に沿って車両５が走行している最中において、オーバーステアもアンダーステアも発生していない安定性の高いニュートラルステアの走行状況が実現されていれば、前側及び後ろ側のセンサユニット１１が計測する横ずれ量Ｏf1（図１２参照。）及びＯf2が一致し差分Ｏfdがほぼゼロとなる。前後のセンサユニット１１が計測する横ずれ量の差分Ｏfdがゼロになれば、この差分Ｏfdに基づく車体ずれ角Ａfがゼロになる。
【００４５】
図１３のように右カーブを走行中の場合、オーバーステアもアンダーステアも発生していない安定性の高い走行状況下では、車体ずれ角Ａfがゼロとなり、右カーブをなす円弧の接線方向をなす車両５の進行方向Ｄirに対して車体の軸Ａxが一致する。一方、一定曲率の経路に沿って車両５が走行している最中にも関わらず、差分Ｏfd及び車体ずれ角Ａfの絶対値が大きくなっている走行状況では、前輪あるいは後輪に車幅方向の滑り等が生じてアンダーステアやオーバーステアが発生している可能性がある。
【００４６】
例えば、右カーブの走行路に沿って走行している状況において、図１４のごとく、時計回りを正とした車体ずれ角Ａfがゼロよりも大きければ、後輪が右カーブの外側に逃げたり、前輪が内側に巻き込むオーバーステアの状況が想定される。また例えば、右カーブの走行路に沿って走行している状況において、図１５のごとく、車体ずれ角Ａfがゼロよりも小さい負値であれば、前輪が左カーブの外側に逃げるアンダーステアの状況が想定される。
【００４７】
このように車体ずれ角Ａfは、車両５の進行方向Ｄirに対する車体の向きの旋回方向の角度的なずれを表す指標であり、前後のセンサユニット１１のセンサスパンＳの大小に依らない正規化された指標となっている。
【００４８】
なお、横ずれ量の差分Ｏfd（図１２参照。）についても車両５の姿勢を表す指標として利用可能である。前後のセンサユニット１１が計測する横ずれ量の差分Ｏfdがゼロの状況は、図１３のように、車両５の進行方向Ｄirに対して車体の軸Ａxが一致する走行状況である。一方、横ずれ量の差分Ｏfdの絶対値が大きい状況は、図１４や図１５のように、車両５の進行方向Ｄirに対して車体の軸Ａxが一致しない走行状況である。
【００４９】
以上のように、姿勢検出システム１は、走行路に敷設された磁気マーカ１０を利用して車両姿勢を検出するシステムである。この姿勢検出システム１によれば、路面に対する車両姿勢を確実性高く検出できる。
【００５０】
姿勢検出システム１は、車両５の前後方向に離隔して位置する２つのセンサユニット１１で磁気マーカ１０に対する横ずれ量をそれぞれ計測し、その差分Ｏfdを求めている。横ずれ量の差分Ｏfdは、そのままでも車両姿勢を表す指標となり得るが、本例では、さらに、横ずれ量の差分Ｏfdに対応する車体ずれ角Ａfを算出している。横ずれ量の差分Ｏfdは、車両５の旋回方向の角度に依存すると共に、センサスパンＳが長くなるほど値が大きくなる指標である。これに対して、車体ずれ角Ａfは、前後のセンサユニット１１のセンサスパンＳの長短に依らない正規化された指標となっている。
【００５１】
本例では、センサユニット１１を車両５の前後方向における２箇所に設けている。これに代えて、車両５の前後方向における３箇所以上にセンサユニット１１を設けることも良い。前後方向の位置が異なる任意の２箇所の組み合わせについて、それぞれ差分Ｏfdや車体ずれ角Ａfなどの指標を求めることで、車両姿勢を検出しても良い。
【００５２】
前側のセンサユニット１１あるいは後ろ側のセンサユニット１１によるマーカ検出処理において、前側のセンサユニット１１の磁気センサと後ろ側のセンサユニット１１の磁気センサとの間で磁気計測値の差分を演算し、この演算値を利用して磁気マーカ１０を検出することも良い。この差分演算によれば、前側の磁気センサが検出する磁気成分を後ろ側の磁気センサが検出する磁気成分から差し引いた差分の磁気成分を生成でき、地磁気等のコモンノイズ等の抑制に効果がある。なお、差分演算に当たっては、車幅方向の位置が同じ磁気センサ同士で差分を求めることも良い。
【００５３】
本例では、鉛直方向に感度を持つ磁気センサＣｎを採用したが、進行方向に感度を持つ磁気センサであっても良く、車幅方向に感度を持つ磁気センサであっても良い。さらに、例えば車幅方向と進行方向の２軸方向や、車幅方向と鉛直方向の２軸方向や、進行方向と鉛直方向の２軸方向に感度を持つ磁気センサを採用しても良く、例えば車幅方向と進行方向と鉛直方向の３軸方向に感度を持つ磁気センサを採用しても良い。複数の軸方向に感度を持つ磁気センサを利用すれば、磁気の大きさと共に磁気の作用方向を計測でき、磁気ベクトルを生成できる。磁気ベクトルの差分や、その差分の進行方向の変化率を利用して、磁気マーカ１０の磁気と外乱磁気との区別を行なうことも良い。
なお、本例では、フェライトプラスチックマグネットの磁気マーカを例示したが、フェライトラバーマグネットの磁気マーカであっても良い。
【００５４】
（実施例２）
本例は、実施例１の姿勢検出システムに基づき、検出対象の走行状況を限定することで車両姿勢の検出精度の向上を図る例である。この内容について、図１６及び図１７を参照して説明する。
【００５５】
車両５の走行軌跡が一定曲率ではなく、曲率の変動区間に磁気マーカ１０が位置している場合には、前後のセンサユニット１１が計測する横ずれ量に差が生じて差分Ｏfdが大きくなる可能性がある。このような状況では、前後のセンサユニット１１がいずれか一の磁気マーカ１０について計測した横ずれ量の差分Ｏfdや車体ずれ角Ａf等が、車両５の姿勢を精度高く反映していない可能性がある。
【００５６】
そこで、本例の姿勢検出システムでは、下記の（１）〜（４）の走行状況の場合に車両姿勢の検出を実行し、これにより検出精度を確保している。
（１）走行路の経路方向に離隔して位置する２つの磁気マーカ１０についていずれか一のセンサユニット１１が計測した横ずれ量の差分が所定の閾値未満の場合。
この場合には、図１６のように磁気マーカ１０が経路方向に沿って敷設された走行路に沿って車両５が走行している状況と考えられる。一般的には、走行路における曲率が異なるカーブの接続区間は、曲率の変化が滑らかになるように設計されている。それ故、走行路に沿って車両５が安定して走行している状況であれば、前後のセンサユニット１１がいずれか一の磁気マーカ１０について計測する横ずれ量の差分等が過大になるおそれが少ない。上記の接続区間において、曲率の変化が非常に滑らかに設定された高速道路の場合であれば、このような傾向が特に顕著である。
【００５７】
（２）車両５が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する操舵角センサ等の手段を備えていることを前提として、単位時間当たりの操舵角の変化量が所定の閾値未満の場合。
単位時間当たりの操舵角の変化量、すなわち操舵角の変化速度が速く所定の閾値以上である場合には、車両５の進行方向が急激に変化する。このように車両５の進行方向が急激に変化する区間に磁気マーカ１０が位置していれば、当然に、前後のセンサユニット１１がいずれか一の磁気マーカ１０について計測する横ずれ量の差分が大きくなる可能性がある。このような場合には、この横ずれ量の差分によって車両５の姿勢を精度高く検出できない可能性が高くなる。
【００５８】
（３）単位時間当たりの車両５の進行方向の変化量が所定の閾値未満の場合。
単位時間当たりの車両５の進行方向の変化量、すなわち車両５の旋回方向の角度の変化速度が速く所定の閾値以上である場合には、上記の（２）の場合と同様、前後のセンサユニット１１が計測する横ずれ量の差分によって車両５の姿勢を精度高く検出できない可能性が高くなる。なお、車両５の旋回方向の角度の変化速度は、例えばヨーレイトセンサによって計測しても良く、前方カメラが撮像した連続画像において遠景や構造物等が横に流れる速度の変化から計測しても良い。
【００５９】
（４）走行路の経路方向を表す経路データを取得する手段、車両５が備える操舵輪の操舵方向である操舵角を計測する手段、及び経路データが表す経路方向と操舵角の計測値に対応する操舵方向との一致度を演算する手段、を備えることを前提として、この一致度が所定の閾値以上の場合。
【００６０】
車両５が走行路に沿って走行している状況であれば、前後のセンサユニット１１がいずれか一の磁気マーカ１０について計測する横ずれ量の差分等を指標として車両５の姿勢を精度高く検出できることは上記の（１）の場合の通りである。経路方向と操舵方向との一致度が高い場合には、車両５が走行路に沿って走行している状況と判断できる。
【００６１】
経路方向Ｄｒと操舵方向Ｄｓの一致度としては、例えば、図１７のごとく、経路方向Ｄｒにおける１００ｍ前方の位置と、操舵方向Ｄｓにおける１００ｍ前方の位置と、の偏差（距離）の逆数を採用しても良い。さらには、同図のごとく、車両５を原点とした車体の軸Ａxの方向及び車幅方向により規定される２次元座標において、経路方向Ｄｒを表す曲線と、操舵方向Ｄｓを表す曲線と、の相関係数を上記の一致度として採用しても良い。なお、経路データは、ナビゲーションシステムや自動運転システムが利用する地図データ等から取得可能である。
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。
【００６２】
以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して上記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。
【符号の説明】
【００６３】
１  姿勢検出システム
１０  磁気マーカ
１００  車線
１００Ｓ  路面
１１  センサユニット（横ずれ量計測手段）
１１０  検出処理回路
１２  制御ユニット（期間設定手段、横ずれ量差分手段、姿勢角検出手段）
２１  ＭＩ素子
５  車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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