移動体とインフラストラクチャの間の相互作用のための運転補助システム
【課題】革新的な運転補助システムであって、特にインフラストラクチャ上または中に堆積された磁化可能な粒子からなる磁気マーキングを含み、この粒子が高価でなく、この帯の中に暗号化されたデータを簡単に再プログラムできるシステム等を提供すること。
【解決手段】インフラストラクチャ１０上を走行する車両２０へ情報を供給する運転補助システムは、インフラストラクチャの上に形成され、車両宛の情報を暗号化するのに適した磁気マーキングであって、情報が変更可能である磁気マーキング３０、４０と、車両に搭載され、磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を作成する複数の磁気センサ４５と、対応する信号を処理し、一方では車両と磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、他方では磁気マーキングに暗号化された情報を解読するように適合された処理ユニット５０とを含む検出デバイスと、を備える。
【解決手段】インフラストラクチャ１０上を走行する車両２０へ情報を供給する運転補助システムは、インフラストラクチャの上に形成され、車両宛の情報を暗号化するのに適した磁気マーキングであって、情報が変更可能である磁気マーキング３０、４０と、車両に搭載され、磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を作成する複数の磁気センサ４５と、対応する信号を処理し、一方では車両と磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、他方では磁気マーキングに暗号化された情報を解読するように適合された処理ユニット５０とを含む検出デバイスと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にインフラストラクチャ上を走行する移動体のための運転補助システムとも呼ばれる情報及びガイドシステムに関し、特に磁界を使用したシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路安全との関連で、例えば、多数の致命的な事故が道路からの車両の脱落が原因で引き起こされている。従って、環境又は気候条件にかかわらず、車両の位置を継続して認識しておくことが重要である。道路脱落の防止は、インフラストラクチャの情報（信号、曲率半径、反りなど）が車両に供給されれば、更に強化できる。
【０００３】
既に多数のガイダンス及び情報伝達システムが存在する。これらのうち、磁界検出システムの選択は多数の有利な点を生んでいる。これは物質の磁気的性質が雨、霧、明るさなどの外部の天候条件によってほとんど変化されないからである。磁性に基づいた移動体とインフラストラクチャとの間の通信システムは、トンネル、谷などの形状の外部環境からも独立し、影響を受けない。
【０００４】
永久磁石の形状の磁気マーキングを使用する、磁気的方法に基づいた既知の情報システムが存在する。この場合、磁石は一般に位置の基準としてのみ役立つ。情報を暗号化するためのそれらの使用は限られている可能性がある。これは情報が固定され、ある極性を持った磁石を異なった極性の他の磁石で置き換えることによってのみ修正可能だからである。従って恒久的な素子で暗号化された情報を修正するコストは高い。車両に備え付けられた磁気検出システムは永久磁石と磁気センサの距離の３乗に比例して減少する磁界を検出する必要がある。その結果、送信機と受信機との距離が増加すると磁界は非常に弱くなり、位置システムの性能が劣化する。
【０００５】
インフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気帯の形状の磁気マークの使用は有効な代替である。これは磁界が、個々の永久磁石の場合のように３乗に逆比例するのではなく、磁気帯と車上センサの間の距離の２乗に逆比例するからである。
【０００６】
米国特許第６，２８９，２６９．Ｂ１号は、インフラストラクチャ上の車両をガイドするシステムであって、インフラストラクチャの表面上に適用された磁気帯の形状の連続的なガイドを含むシステムを開示している。２重で垂直な磁気センサが、その下部で磁気帯の磁界及び周囲磁界を測定し、磁気帯からより離れた上部で周囲磁界だけを測定するために使用されている。これら２つの測定された磁界の差から、車両の位置が導出される。しかしながら、この方法では、インフラストラクチャ上の車両の位置の正確な値を提供できない。これは、提案されている２重のセンサが周囲磁界の変化又は金属の車体の影響を考慮していないからである。更に、磁気帯は車両をガイドするためだけに使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、革新的な運転補助システムであって、特にインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁化可能な粒子からなる磁気マーキングを含み、この粒子が高価でなく、この帯の中に暗号化されたデータを簡単に再プログラムすることを可能にするシステムを提案することである。本発明の目的は、その上又は中に磁気マーキングが形成されたインフラストラクチャのみならず、この運転補助システムのための検出装置にも関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、インフラストラクチャ上を走行する車両へ情報を供給する運転補助システムであって、
インフラストラクチャの上又は中に形成され、車両宛の情報を暗号化するのに適した磁気マーキングであって、情報が変更可能である磁気マーキングと、
車両に搭載され、磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を作成する複数の磁気センサと、対応する信号を処理し、一方では車両と磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、他方では磁気マーキングに暗号化された情報を解読するように適合された処理ユニットとを含む検出装置と、を備えるシステムを提案することである。
【０００９】
これにより、磁気マーキングによって発信される磁界は、車両の位置を計算し、暗号化された情報に基づいて運転者に通知するために使用でき、情報が時間とともに変化し得るため、再度暗号化してよい。
【００１０】
１つの補足の態様では、磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合体の堆積によって形成され、１つ又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が追加され、これらの粒子はその保持磁気励起磁界を越える磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、これら粒子の残留磁化は車両向けの情報を暗号化するように適合されている。
【００１１】
磁気マーキングは既知の道路信号法を使用する。磁気粒子を単に追加するだけで、情報を暗号化でき、粒子にその保持励起磁界よりも大きな磁界を印加することによって再プログラムすることができる。
【００１２】
有利な態様では、少なくとも２つの異なる種類の磁性材料が磁気マーカの中にあり、各々が異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、車両向けの情報が異なった安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される。
【００１３】
これにより、異なったレベルの情報を提供できる。より重要度の低い情報のプログラミングに誤りがあっても、より重要な情報は消去されない。
【００１４】
有利には、磁気マーカは磁気帯の形状で実質上連続的に堆積され、情報は磁気帯の長さ方向に沿って略一定の基本区間で暗号化され、各基本区間は独自の多方向性磁界を有する。
【００１５】
別の態様では、磁気マーカは略一定の基本間隔で形成された不連続な磁気帯の形状で堆積され、情報は略一定の基本区間で暗号化され、各基本区間は独自の多方向性磁界を有する。
【００１６】
このように、これら２つの態様では、各区間が、変更可能な磁化を備える帯の一部に対応し、複数ビットの情報を暗号化できる。
【００１７】
多方向磁界は、帯の方向に略垂直な方向且つ同一平面内である方向に少なくとも第一成分を含んでいる。
【００１８】
この第一成分は、情報を暗号化するだけでなく、インフラストラクチャ上の移動体のための位置の基準を定義するためにも使用できる。
【００１９】
本発明は、道路インフラストラクチャ上の車両の運転補助システムであって、複数の磁気センサが少なくとも３つの磁気センサを含み、処理ユニットが磁気センサからの対応信号に基づいて全磁界から周囲磁界を消去するように適合されたシステムにも関する。
【００２０】
これにより、運転補助システムは、インフラストラクチャ内の車両の位置をより高い精度で見つけるために環境ノイズを考慮できる。
【００２１】
好ましい態様では、運転補助システムは、少なくとも第四の磁気センサを含み、処理ユニットは磁気センサからの対応信号に基づいて、周囲磁界の変化によるバイアス、特に金属ボディの分布によるバイアスを考慮するように適合されている。
【００２２】
他の態様では、磁気センサは車両の軸に対して略垂直な第一軸に整列され、少なくとも１つの補助磁気センサが利用可能で、第一軸とは異なる第二軸に配置され、処理ユニットが車両と磁気帯との間の第二の距離を決定し、処理ユニットが第一及び第二の距離に基づいてインフラストラクチャ上の移動方向に対する車両の方向を決定する。
【００２３】
本発明は、上記運転補助システムの検出装置であって、車両に搭載され、インフラストラクチャ上又はその中に形成された磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を生成する複数の磁気センサと、対応する信号を処理し、車両と磁気マーカとの間の第一の距離を決定するように適合された処理ユニットとを備え、複数の磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを含み、処理ユニットは対応する信号に基づいて全磁界から周囲磁界を消去するように適合された検出装置にも関する。
【００２４】
検出装置の他の１つの態様では、複数の磁気センサは第四の磁気センサを含み、処理ユニットは磁気センサからの対応信号に基づいて、周囲磁界の変化によるバイアス、特に金属ボディの分布によるバイアスを考慮するように適合されている。
【００２５】
検出装置の１つの補足態様では、処理ユニットは磁気マーキング中で暗号化されている情報を解読するように適合されている。
【００２６】
本発明は、上記運転補助システムのためのインフラストラクチャであって、インフラストラクチャ上又は中に形成され、このインフラストラクチャ上を走行する車両向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキングを備え、磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合物の堆積によって形成され、１つ又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が追加され、これらの粒子がその保持磁気励起磁界よりも大きな磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、磁気マーキングの残留磁化は上記車両向けの情報を暗号化するように適合されたインフラストラクチャにも関する。
【００２７】
インフラストラクチャの有利な態様では、少なくとも２つの異なる種類の磁性材料が磁気マーカ中にあり、各々が異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報は最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される。
【００２８】
本発明は、このインフラストラクチャ上を走行でき上記検出装置を備える車両であって、この装置は少なくとも車両と磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、磁気マーキングに暗号化されている情報を解読するために使用される車両にも関する。
【００２９】
最後に、本発明は、インフラストラクチャ上又は中に形成され車両向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキングを備えるインフラストラクチャ上を走行する車両であって、車両に搭載され、磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を生成する複数の磁気センサと、対応する信号のための処理ユニットとを備える検出装置を有する車両の運転補助方法であって、
ａ）複数の磁気センサを使用して全磁界を測定するステップと、
ｂ）処理ユニットを使用して、対応する信号に基づき、磁気マーキング中に暗号化された情報を決定するステップと、
ｃ）処理ユニットを使用して、対応する信号に基づき、車両と磁気マーカとの間の第一の距離を決定するステップと、
ｄ）暗号化された情報及び第一の距離を、車両の運転者とのインタフェースを形成するモジュールへ送信するステップと、を含む方法にも関する。
【００３０】
本発明の他の特徴及び利点は以下の説明によって明らかになるであろう。この説明は純粋に例示的なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明に係る磁気マーキング及び運転補助システムは、図１の概略図に示されている。
【００３２】
図１の点線で示される道路１０で表されたインフラストラクチャ上を車両２０が走行している。「道路インフラストラクチャ」という用語は、移動体の移動のために使用されるネットワークのすべての車道を表す。これらはもちろん道路を含み、工業地や建物の中の交通路のような小規模のネットワークも含み得る。連続する磁気帯３０の形で示される磁気マーキングは道路１０の中央に堆積されている。この磁気帯は、異なる特徴を備えた固有の磁界を有する区間（３１，３２）のシーケンスによって形成されている。磁気マーキングは、各々が異なる特徴を備えた固有の磁界を有する不連続な区間のシーケンスを含む磁気帯の形をとってもよい。以下に説明されるように、異なる磁界のシーケンスは、磁気マーキングに沿って各種重要な情報を暗号化することを可能にする。車両２０の前部には、一方では磁気帯３０に関する車両２０の位置を計算することで、インフラストラクチャ１０に対する車両２０の位置を計算するため、他方では磁気帯３０の中に暗号化された情報を読み取るために、一式の車載磁気センサ３３が配置されている。
【００３３】
図１の概略図において、磁気マーキングは車両２０が走行するレーン１０の中央に配置されている。この場合、車両の理想的な位置は、車両２０の主軸と磁気帯３０との水平距離がゼロに相当する。しかし、帯が、例えば道路横の白線上又は図１の中心位置を外れた他の位置に配置された場合も予想される。この説明の残りでは、説明を簡単にするために磁気帯が中央位置にあると仮定している。
【００３４】
図２は、本発明の運転補助システムに使用される検出装置の態様の図を示す。デバイスは、（図示しない）車両に取付けされた支持部６０を含む検出部を備える。支持部６０は好ましくは車両の主軸と垂直な方向に置かれる。車両の主軸は車両の移動方向に置かれる。支持部６０は少なくとも３つの車載の磁気センサ４５を備え、例えば車両の下に配置されており、この支持部６０と、ここでは磁気帯４０の形で表されている磁気マーキングとの間の高さｈは、数十センチメートルである。十分な振幅の磁界の読取を可能にするため、その高さは好ましくは約２０〜３０ｃｍであり、この振幅は磁気帯とセンサとの間の距離の２乗に従って変化する。磁気センサ４５は支持部６０上に整列され、検出装置の中に含まれる処理ユニット５０に接続されている。この処理ユニット５０は、磁気センサ４５の信号を分析し、磁気帯に暗号化されているいかなる情報をも読んで解読するのみならず、特に磁気帯４０と車両との間の距離を決定するように適合されている。センサ４５は、好ましくは車両の主軸に垂直な１つの直線上に整列される。
【００３５】
磁気センサは、例えば道路、即ち磁気帯から約２５ｃｍの高さに配置される車両のバンパの中に収納できる。磁気センサは全磁界を読み取る。磁気センサは、高速（車両の速度）下で非常に弱い磁界を測定できなければならず、従って、低ノイズ且つ高速な応答時間を有する高感度センサを選択する必要がある。磁気センサは車両の中で利用可能な電圧で提供される電源によって動作できなければならず、消費電力が小さい必要がある。ホール効果センサ及び磁気抵抗センサのような既知の磁気センサはこれらの特徴を備えている。電流ループセンサも使用できる。
【００３６】
以下の表１は既知のセンサの各種のタイプの特徴の例である。
【表１】
【００３７】
センサは、方向指示性、換言すれば、磁気帯に平行又は垂直な方向以外の方向に非ゼロ成分を有する磁界の方向を検出できてよい。
【００３８】
処理ユニット５０で決定された距離は、解読された情報と共にモジュール５５へ送信され、モジュール５５は、データの結合、解読された情報の使用、車両位置の運転者への送信、磁気帯から読み取られる各種レベルの情報の運転者への送信などのいくつかの機能を実行する。後述するように、車両の軸が磁気帯から過剰に外れたこと、又は磁気帯の中に暗号化された（厳しいコーナへの接近、減速などの）重要な情報などに運転者の注意を引きつけるために警告メッセージを提供できる。例えば、運転者の注意を引くために、磁気帯に対する車両の位置を走行しているレーンの中央に表示したり、その他の適切な表示の手段を考えたりすることが可能であり、その結果、運転者が車両とレーンの間の距離を知り、必要に応じて修正動作を取ることができる。
【００３９】
センサの数は、磁気帯上に記録された情報の解読と共に、車両とインフラストラクチャとの間の距離の決定精度に対する決定的な要因である。既知の誘導デバイスとの関連で指摘されるように、近傍の環境ノイズ及び金属ボディの影響を考慮して、２つのセンサの使用では不十分である。これは、磁気センサからの信号が特に磁気帯からの磁界及び周囲磁界（地球磁場など）を組み込んだ全磁界に関連するためである。それらの磁界は近傍の各種金属ボディによっても影響を受ける。
【００４０】
本発明に係る運転補助システムは、検出装置と共に、少なくとも３つの磁気センサを有し、センサからの信号の処理時における周囲磁界を考慮する。実際、磁気センサの数は車両と磁気帯との間の距離測定の希望精度に従って選択される。第四の磁気センサを使用することによって、磁気センサからの信号値上で、例えば近傍の各種金属ボディの影響による周囲磁界の変化を考慮できる。
【００４１】
インフラストラクチャ上に設置された磁気帯に対する車両の位置を推定するために、処理ユニットは、各センサからの応答を標準の応答と比較するが、標準の応答は特に所定位置に所定の磁化された帯及び周囲磁界の存在による全磁界の存在時にセンサが供給するであろう理論的応答に近似する。測定に最も適合するセンサの標準応答のパラメータが、処理の結果であると考えられる。
【００４２】
距離推定を例示するために、インフラストラクチャ上又は中に形成された磁気マーキングが連続した磁気帯の形をとり、帯の方向と同一平面内で且つ垂直な一方向性磁界を生成していると仮定する。また、センサは車両の主軸と垂直な支持部上で整列していると考える。すると、磁界は次式で表される。
【数１】
式中、
ａは、周囲磁界、特に地球磁場を考慮する定数であり、
ｂは、例えば近傍の金属ボディによる周囲磁界の変化によるバイアスであり、
ｃは、帯の１方向磁界の振幅である。この振幅は、車両向けの情報の暗号化を可能にする。従ってこれを決定することによって、ある基本区間から次の区間（図１の３１及び３２とマークされた位置）への変化から、帯の中に暗号化された情報を推定できる。
ｘｉは、支持部に沿った異なるセンサの位置である。
ｈは、磁気帯とセンサとの間の垂直方向の距離であり、
ｄは、磁気センサのセットの中心と磁気帯との間の水平方向に測定された距離である。この距離を知ることで、車両の連続的な位置を知ることが可能になる。
【００４３】
以下の方法の説明において、磁気センサの数は５であり、それらは等間隔で、距離ｄは中央のセンサ（３番目のセンサ）と磁気帯との間の水平距離であると仮定されている。
【００４４】
以後ｆｘｉと記述する値ｆ（ｘｉ，ｄ）に基づいて、補足の関数ｇｘｉ及びｈｘｉを導入し、周囲磁界及びその変化による各種未知の定数ａ及びｂを方程式（１）から消去する。
ｇｘｉ＝ｆｘｉ＋１−ｆｘｉであり、ｆｘｉの値に基づいている。
式中、ｉ∈［１，４］であり、ａを消去する。
ｈｘｉ＝ｇｘｉ＋１−ｇｘｉであり、ｇｘｉの値に基づいている。
式中、ｉ∈［１，３］であり、ｂを消去する。
【００４５】
これらｆｘｉ、ｇｘｉ、及びｈｘｉの値は、推定されるべき距離ｄ、及び帯の中の情報を暗号化する磁界の振幅ｃの関数であり、上記で記述された標準応答の値を形成している。磁界の形状（１）並びにｇｘｉ及びｈｘｉの値は、周囲磁界（パラメータａ）の消去が希望される場合には少なくとも３つのセンサを有するシステムが有効であることを示し、近傍の金属ボディの存在（パラメータｂ）の考慮が希望される場合には第四のセンサが有効であることを明らかに示す。これは、少なくとも異なるパラメータの数と同程度に多数の独立した測定値を有することが必要だからである。
【００４６】
位置ｘｉで磁気センサによって測定された磁界の測定値Ｍｆｘｉに基づいて、値ｇｘｉ、ｈｘｉ及びｋｘｉと同じ関係に従って計算された値Ｍｇｘｉ及びＭｈｘｉを導入することも可能である。これにより、次式が得られる。
Ｍｇｘｉ＝Ｍｆｘｉ＋１−Ｍｆｘｉ、測定値Ｍｆｘｉに基づく。
Ｍｈｘｉ＝Ｍｈｘｉ＋１−Ｍｈｘｉ、値Ｍｇｘｉに基づく。
【００４７】
上記の種々の値に対して最小自乗法を適用し、帯の位置を可能な限り正確に推定できる。
【００４８】
Ｊｆを値ｆｘｉの最小自乗関数とする。
【数２】
【００４９】
この関数Ｊｆは、特にｄ及びｃに依存する。その最小値は５個の磁気センサによる測定値に基づいてｄ及びｃの推定値を得るために使用できる。最小自乗法はｇｘｉ及びｈｘｉの値に適用し、ｄ及びｃ、言い換えるとａ及びｂを推定するために不必要なパラメータを消去できる。
【００５０】
２重推定関数として知られている関数として、最小自乗法が標準応答の値ｈｘｉに適用されて次式が成立する。
【数３】
ｈｘｉ＝ｃ．ｈ’ｘｉ、ｉ∈［１，３］を導入し、ｈ’ｘｉはｄだけの関数であるとすると、方程式（３）は次式のようになる。
【数４】
ここで方程式（３’）中のｃは定数である。
【００５１】
【数５】
は以下の新しい関係式を生成する。
【数６】
【００５２】
ｃの推定は、磁気帯中に記憶された情報を提供し、Ｊｈをｄのみの関数にすることを可能にし、その最小値は、５個のセンサから得られた各測定値Ｍｆｘｉのための距離ｄの推定に使用できる。
【００５３】
図３ａは、２重推定関数Ｊｈによって提供される距離ｄと実際の距離との比較を示している。
【００５４】
１重推定関数として知られる関数のために、標準応答の値ｇｘｉに対して最小自乗法が適用され、ｂ＝０言い換えると周囲磁界が空間的に変化しないと仮定される。これによって次式が成立する。
【数７】
式中、方程式（４）中のｃは定数である。
【００５５】
【数８】
は以下の新しい関係式を生成する。
【数９】
ｃの推定は、磁気帯中に記憶された情報を提供し、Ｊｇをｄのみの関数にすることを可能にし、その最小値は、５個のセンサから得られた各測定値Ｍｆｘｉのための距離ｄの推定に使用できる。
【００５６】
図３ｂは、１重推定関数Ｊｇによって提供される距離ｄと実際の距離との比較を示している。
【００５７】
テスト結果によれば、磁気帯と中央センサとの距離ｄの推定は、２重推定関数を使用した方がよく、測定レンジ（−６０ｃｍ、６０ｃｍ）に亘って誤差は±０．２ｃｍであり、そこでは５個のセンサが地上から２５ｃｍの高さで横方向に２５ｃｍごとに配置され、各センサの測定ノイズは測定ダイナミックレンジの約２０％であった。１重推定関数の場合、誤差レンジは±５．０ｃｍになるが、これは周囲磁界の変化が無視されるためである。
【００５８】
２重推定関数が使用された場合、運転補助システム及び検出装置は、４個のセンサだけを有してよい。しかし、センサの１つが動作に失敗したときに備え、１個の予備のセンサを有することが有用である。本発明の有利な１つの態様では、運転補助システム及び検出装置は、図４に示されるような校正システムを含んでよく、この校正システムは、磁気センサの動作状態を検証するため、及びセンサによって測定された信号に基づく所望の磁界に対するセンサの応答における差異を消去するために使用できる。
【００５９】
これは、上記で説明された車両位置の推定が、センサの応答における差異を考慮しないからである。図４は、６１〜６５と番号を付した５個の磁気センサを示し、これらセンサは車両の主軸に垂直な方向に並ぶ軸上に整列されている。誘導コイルを持った２つの電磁石７１及び７２の各々は、一方では第二及び第三のセンサの間に配置され、他方では第三及び第四のセンサの間に配置されている。電磁石は、要求に応じ、それゆえ指定された値の磁界を生成できるので有用である。種々なセンサで測定することによって、処理ユニットはセンサ間の応答の差異を消去できる。
【００６０】
センサが磁気帯上のセンサの高さｈとほぼ等しい距離だけ互いに引き離され、地球磁界だけが測定に干渉できる場合、距離ｄを推定するために別タイプのアルゴリズムを使用でき、帯によって生成された磁界の特徴、特に、磁界の最大振幅の両側で高さｈに距離をおいて配置されたゼロ位置、及びゼロ位置を越えた距離では磁界の変化がゆっくりしているという特徴を使用する。
【００６１】
第一段階では、ベースレベルＮＢが測定の中央値によって決定されるが、これは磁気帯から遠く離れたセンサの数が磁気帯に近いセンサの数よりも多いからである。
【００６２】
第二段階では、中央値ＮＢから最も遠く離れたレベルＮ、言い換えると最大の｜Ｎ−ＮＢ｜を有するセンサＣＮが検出され、これが磁気帯に最も近いセンサに対応する。
【００６３】
第三段階では、Ｎに最も近いレベルＮＡ、言い換えると｜ＮＡ−Ｎ｜の最小値を有するセンサＣＮに隣接するセンサＣＡが決定される。
【００６４】
最後の帯の距離ｄは、センサＣＮの位置ｘＣＮ及びセンサＣＡの位置ｘＣＡに基づいて、次式で推定される。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【００６５】
磁気帯の中に暗号化された情報ｃに関しては、次式で与えられる。
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【００６６】
この単純化されたアルゴリズムは、測定ノイズが十分に低いと仮定すると、満足できる精度で距離ｄを決定するために必要な計算数を、かなりの程度まで低減する。
【００６７】
約３００ｍの長さに亘って磁気帯をはめ込んだトラック上で、地上１５ｃｍの高さに５個のセンサを搭載した車両を使用したテストを実行した。単純化アルゴリズムを使用して、距離ｄを、＋２５０ｍｍと−２５０ｍｍの距離レンジに亘って約±１ｍｍの精度で、特に磁気帯の上をジグザグ（車両が帯の両側へ振動する）運転するときに計算できた。
【００６８】
図４の例では、５個の磁気センサを含み、検出装置の対称性を利用できたならば、２つの電磁石だけで十分であるが、これは、図４のセンサと電磁石との間の矢印で示されているように、第一電磁石７１が一方ではセンサ６２及び６３上で、他方ではセンサ６１及び６４上で等価な効果を持ち、これに対して第二電磁石７２が一方ではセンサ６３及び６４上で、他方ではセンサ６２及び６５上で等価な効果を持っているからである。例えば、センサ６３を基準としてとると、電磁石７１は、第一段階で活性化されてセンサ６２を修正し、センサ６４に関してセンサ６１の応答を見つける。第二段階で、電磁石７２が活性化されてセンサ６４を、その結果として第一段階で決定されたこれら２つのセンサの関係を使用してセンサ６１も修正し、第一段階で修正されたセンサ６２でセンサ６５を修正する。１つ又は両方の電磁石が活性化されたときに、センサの信号が変化しない、又は十分に変化しない場合には、欠陥のあるセンサとして検出される。
【００６９】
図５は、図４で示される磁気センサによるデータ取得のシーケンスを示している。データの取得は、同期化されている。言い換えると、５個のセンサは磁界を同時に測定する。
【００７０】
シーケンスの全体の継続時間はＴ０であり、５つの時間区間に分割されている。最初の４つの時間区間の各々は時間Ｔ１を有し、Ｔ１は４Ｔ１＜Ｔ０を満足するように選択され、第五の時間区間を提供し、その間に処理ユニットが処理を実行し、データを転送できるように選択される。
【００７１】
通常動作のとき、最初の４つの時間区間は同一であり、２つの電磁石は磁界を生成しない。これら４つの段階の間に、センサは環境及びインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気帯によって生成された磁界を記録する。これら各々の段階の間に取得された大量のデータは、信号／ノイズ比を改良することを可能にし、測定継続中の磁界の平均値の計算を許容する。
【００７２】
校正モード中の動作では、２つの電磁石は第一段階では磁界を生成せず、一方の電磁石が第二段階で磁界を生成し、２つの電磁石は第三段階で磁界を生成せず、第四段階で他方の電磁石が磁界を生成する。これら４段階中、センサは一方では電磁石によって、他方では環境及びインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気帯によって生成された磁界を記録する。第一及び第二段階の間のセンサ信号の変化は１番目に活性化された電磁石に対する各センサの応答を決定するために使用でき、第三及び第四段階の間のセンサ信号の変化は各センサの２番目に活性化された電磁石に対する応答を決定するために使用できる。センサは、一方のセンサと他方のセンサとの測定値の差に従って校正できる。これら各々の段階の間に取得された大量のデータは、信号／ノイズ比を改良することを可能にし、測定継続中の磁界の平均値の計算を許容する。更に第一及び第三段階中の測定は、通常動作中に関して磁気帯に含まれている距離と情報を推定するために直接使用できる。
【００７３】
金属ボディによるバイアス及び磁気センサの固有ノイズによるバイアスが同時に考慮される場合、上記例の垂直な一方向性磁界に対しては２重推定関数が使用でき、センサが地上から２５ｃｍの位置で間隔２５ｃｍのとき、距離の推定は、「−５０ｃｍ、５０ｃｍ」のレンジに亘って精度０．２ｃｍと推定され、「−６０ｃｍ、６０ｃｍ」のレンジに亘って精度０．４ｃｍと推定される。
【００７４】
校正システムも使用でき、全センサが正常に動作しているかどうかを連続的にチェックする。必要であれば、センサの１つに（例えば処理ユニットにプログラムされた基準に従って）欠陥があるとき、処理ユニットはそれを無効にし、且つ／又は測定された磁界を考慮することを停止して、距離の計算及び／又は暗号化された情報の読取を誤らないようにする。上記で説明された５個のセンサを備えたシステムは、検出装置と連動して、たとえセンサの１つが故障の結果として無効にされても、運転補助システムが連続して動作することを可能にする。
【００７５】
運転補助システム及び検出装置の１つの変形は、車両の主軸に垂直な第二の支持部の上で上記のセンサとはオフセットして整列された、１つ又はそれ以上の磁気センサの導入を含む。追加のセンサは、例えば、車両の後部バンパ上に整列できる。このようにして、以前に計算された距離の知識は、追加のセンサと磁気帯との間の第二の水平距離の知識と組み合わせて、道路に対する車両の軸の向きを決定するために使用できる。この情報は例えばスキッド防止制御のために非常に有用となり得る。
【００７６】
図２に示されるように、位置データ（距離ｄ）及び磁気帯の磁化上のデータ（情報の暗号化を可能にする磁界ｃの振幅）は、その後にフォーマットされ、特に位置及び暗号化されたデータに関する有用な情報を車両に供給することを意図するモジュールへと送信される。
【００７７】
このようにしてインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気マーキングは、インフラストラクチャ中の車両の位置基準を規定し、情報キャリアとしても行動する。
【００７８】
磁気マーキングを形成するために使用される材料は、硬質磁性材料と呼ばれるものである。これらの材料では、磁化曲線が図６に示されるようなヒステレシスサイクルを有し、その残留磁界Ｂｒの値及び保持磁気励起磁界Ｈｃの値で特徴付けられる。硬質磁性材料は、それらに外部励起磁界を印加することによって磁化される。この励起磁界の印加が停止されると、材料の磁化は残留磁界Ｂｒに等しくなる。この磁界Ｂｒの値は、車両のセンサによって検出されるために十分な値でなければならない。この磁界Ｂｒの値は、異なる磁界を印加することによって変更できるが、保持磁界Ｈｃより大きな値である必要がある。距離１ｍの位置で生成された磁界が現在の通常のセンサで適切に検出されることを保証するためには、残留磁化Ｂｒが１０００ガウスより大きくなければならない。
【００７９】
硬質磁性材料は、粒子形状、特に粉、ビーズ又はチップの形状で提供されてよい。
【００８０】
粒子のサイズは、数ナノメートルから１又は２ミリメートル以上の間で変化してよい。保持磁界Ｈｃは、約１〜２００００エルステッドで変化してよく、好ましくは５〜５０００エルステッドである。保持磁界が５エルステッド未満の粒子はあまりにも容易に消磁されてしまう一方、保持力が５０００エルステッドよりも大きい粒子はその磁化に非常に特別且つ高価な装置を必要とする。
【００８１】
好ましくは、硬質磁性材料は、磁性フェライトとしても知られる安定した酸化物磁性材料クラスである。最も一般的に使用されているものは、バリウムヘキサフェライトＢａＦｅ１２Ｏ１９及びストロンチウムヘキサフェライトＳｒＦｅ１２Ｏ１９である。ストロンチウム及びバリウムは鉛で置換できる。その他、例えばマグネタイトＦｅ３０Ｏ４及びガンマ酸化第二鉄ｇａｍｍａ−Ｆｅ２Ｏ３のような伸張した針の形状を取ることができる立方体フェライトのような硬質磁性材料も使用できる。これら磁性フェライトは、大量に生産され、屋外で保存したときに安定している。
【００８２】
その他の使用できる硬質磁性材料は、二酸化クロム及びアルニコ（アルミニウム−ニッケル−コバルト−鉄の合金）、鉄系合金、鉄−カーボン、鉄−コバルト、鉄−コバルト−クロム、鉄−コバルト−モリブデン、銅−ニッケル−鉄、マンガン−アルミニウム、コバルト−白金などの合金である。
【００８３】
硬質磁性材料の残留磁束密度は、粒子形状では指向性を備えていない。このフォーマットによって、道路や高速道路のマーキング化合物への組み込みが容易となる。これらの道路信号を意図した化合物は、溶融した物質の形で堆積される熱溶解物質であってよい。また、例えば高分子化できるモノマー系の、ポリマー調製溶液の形で塗布される低温塗装物質も知られている。また、道路及び高速道路マーキング塗料も知られ、一般的に有機溶剤に溶融された樹脂又は水性ポリマー分散系であり、一般に水性塗料の遅い乾燥速度を加速するために必要な各種の添加物が添加されている。流体複合物と同様に、成形された帯を堆積させる公知の方法であって、予備的な帯製造で作成し、道路に適用する際に、巻戻す方法がある。従って、インフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気マーキングは、種々の形をとることができる。
【００８４】
これら各種タイプの複合物は、一般に充填材及び染料を含んでいる。
【００８５】
インフラストラクチャ上の磁気マーキングが信号帯とは別で、その可視性を制限する必要があるときには、任意に複合物に染料を添加してよい。帯を人間の目に完全に見えないようにするため、染料を添加してもよい。
【００８６】
そのような複合物に組み込まれた硬質磁性材料は、帯の形で例えば米国特許第６，５０５，９９５号及び第４，４０１，２６５号に記述されているスプレー装置のような通常のデバイスを使用して、インフラストラクチャ上に連続又は不連続の形で堆積される。この場合、本発明に係るインフラストラクチャの磁気マーキングは、連続又は不連続の磁気帯の形をとる。不連続な磁気帯の場合には、マーキング化合物は一定又は非一定の間隔で堆積される。
【００８７】
この目的のため、帯は、浅いくぼみを設けることでインフラストラクチャ中に堆積でき、別の材料で被覆してくぼみを充填することで塗料をマスクし、磁気帯の寿命を長くする。
【００８８】
このようにして堆積された磁気帯は、各部分に割り当てられた可変且つ多方向性の磁化を有する帯の連続部分又は基礎区間を形成することによって、情報キャリアの役割を果たすことができる。部分又は区間は、互いに接触していてもよいし（連続的に堆積された帯）、接触していなくてもよい（不連続な帯）。これらの区画は、図１の概略図（符号３１及び３２）のように磁気帯の長さ方向に沿って一定に分布されてよい。１つの特定の態様では、基礎区画は、その磁気帯と車載の磁気センサとの間の平均高さの１〜４倍の長さを備え、好ましくは平均高さの１〜２倍の長さを備えている。
【００８９】
ある区画から次の区画への磁界の変化は、磁気帯が連続であるか否かにかかわらず、一方向性磁界の場合には１回だけの方向の変化を含むことができ、このようにして情報の２進法暗号化のために示される論理状態「０」及び「１」のシーケンスを可能にする。磁界に複数成分が許容される場合には、暗号化はより複雑になり得る。振幅を変化させることもできる。
【００９０】
情報の記録又は修正は、保持力よりも大きな外部磁界を印加して残留磁化を残すか、既存の磁化を変更することによって実行される。この操作は、帯上に特定の移動体を通過させることによって実行できる。使用される硬質磁性材料の保持力Ｈｃは、浮遊磁界（地球磁場等）が暗号化された情報を修正しないよう、十分に大きな値でなければならない。
【００９１】
この帯の中に暗号化された情報は、次のような色々の種類であってよい。
インフラストラクチャ信号に関する注意（制限速度、進入禁止など）、
インフラストラクチャの地形的データ（傾斜、コーナの曲率半径など）、
臨時情報（道路工事、進路変更など）、
商業的情報（臨時の文化イベント、近くの休憩所、燃料価格、近くの観光地など）。
【００９２】
この情報は、明らかに、時間の経過とともに変更する必要がある。しかし、必ずしも更新の間隔が同一である必要はない。更に、情報がすべて同一の重要度を有する訳ではなく、いくつかは単に商業的又は文化的なものである一方で、他の情報は車両の安全にかかわっている。情報を階層的にランク付けできなければならない。
【００９３】
これが、同一の塗料に複数の硬質磁性材料（少なくとも２つ）を導入して、異なる安全レベルを備えた異なる種類の情報の暗号化を可能とするのが有用な理由である。これにより、最も重要な情報（信号、地形データなど）は磁性が最も硬い材料（最高のＨｃ＞２００エルステッドを持つ）で暗号化され、より重要でない情報（文化的イベント、燃料の価格など）はより磁性が硬くない材料（最も小さいＨｃ＞エルステッド）で暗号化される。より重要度が低い情報を修正できる移動体は、インフラストラクチャ上を他の移動体と同一の速度で走行できる軽量の車両である。情報暗号化の階層化のもう１つの利点は、非常に重要な情報は非常に磁性が硬い材料の保持力よりも大きな磁界を生成するために、金属ボディが必要なので、大きくて、特定の目的の車両によってのみ修正可能であるという点である。このようにして、より重要度が低いメッセージのプログラミングに誤りがあっても非常に重要なメッセージは消去できない。
【００９４】
本システムは車両のユーザ向けに記録された商業的メッセージを使用して財政的に独立できることである。
【００９５】
本発明の磁気マーキングのもう１つの利点は、磁気帯の部分的な劣化が生じた場合、検出装置は情報の限られたビットだけしか失わないだけである。運転補助システムはそれゆえ、そのような場合でも動作を継続する。また、たとえば、各間隔で多方向性を備えた磁界を使用して、重要な情報を数回繰り返すことによって、情報の中でも特に重要な情報に冗長度を設けることを考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る運転補助システムの概略図である。
【図２】本発明に係る運転補助システム及び磁気センサを含む検出装置の態様の図である。
【図３ａ】磁気帯に対する車両位置を推定する２重関数と実際の位置との差を示す図である。
【図３ｂ】磁気帯に対する車両位置を推定する１重関数と実際の位置との差を示す図である。
【図４】本発明に係る校正システムの概略図である。
【図５】本発明に係る運転補助システム及び磁気デバイスの磁気センサによるデータ取得の２つのシーケンス、即ち通常モード及び校正モードを示す図である。
【図６】本発明に係る磁気帯の生成に使用される磁性フェライトの代表的な磁化曲線を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にインフラストラクチャ上を走行する移動体のための運転補助システムとも呼ばれる情報及びガイドシステムに関し、特に磁界を使用したシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路安全との関連で、例えば、多数の致命的な事故が道路からの車両の脱落が原因で引き起こされている。従って、環境又は気候条件にかかわらず、車両の位置を継続して認識しておくことが重要である。道路脱落の防止は、インフラストラクチャの情報（信号、曲率半径、反りなど）が車両に供給されれば、更に強化できる。
【０００３】
既に多数のガイダンス及び情報伝達システムが存在する。これらのうち、磁界検出システムの選択は多数の有利な点を生んでいる。これは物質の磁気的性質が雨、霧、明るさなどの外部の天候条件によってほとんど変化されないからである。磁性に基づいた移動体とインフラストラクチャとの間の通信システムは、トンネル、谷などの形状の外部環境からも独立し、影響を受けない。
【０００４】
永久磁石の形状の磁気マーキングを使用する、磁気的方法に基づいた既知の情報システムが存在する。この場合、磁石は一般に位置の基準としてのみ役立つ。情報を暗号化するためのそれらの使用は限られている可能性がある。これは情報が固定され、ある極性を持った磁石を異なった極性の他の磁石で置き換えることによってのみ修正可能だからである。従って恒久的な素子で暗号化された情報を修正するコストは高い。車両に備え付けられた磁気検出システムは永久磁石と磁気センサの距離の３乗に比例して減少する磁界を検出する必要がある。その結果、送信機と受信機との距離が増加すると磁界は非常に弱くなり、位置システムの性能が劣化する。
【０００５】
インフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気帯の形状の磁気マークの使用は有効な代替である。これは磁界が、個々の永久磁石の場合のように３乗に逆比例するのではなく、磁気帯と車上センサの間の距離の２乗に逆比例するからである。
【０００６】
米国特許第６，２８９，２６９．Ｂ１号は、インフラストラクチャ上の車両をガイドするシステムであって、インフラストラクチャの表面上に適用された磁気帯の形状の連続的なガイドを含むシステムを開示している。２重で垂直な磁気センサが、その下部で磁気帯の磁界及び周囲磁界を測定し、磁気帯からより離れた上部で周囲磁界だけを測定するために使用されている。これら２つの測定された磁界の差から、車両の位置が導出される。しかしながら、この方法では、インフラストラクチャ上の車両の位置の正確な値を提供できない。これは、提案されている２重のセンサが周囲磁界の変化又は金属の車体の影響を考慮していないからである。更に、磁気帯は車両をガイドするためだけに使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、革新的な運転補助システムであって、特にインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁化可能な粒子からなる磁気マーキングを含み、この粒子が高価でなく、この帯の中に暗号化されたデータを簡単に再プログラムすることを可能にするシステムを提案することである。本発明の目的は、その上又は中に磁気マーキングが形成されたインフラストラクチャのみならず、この運転補助システムのための検出装置にも関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、インフラストラクチャ上を走行する車両へ情報を供給する運転補助システムであって、
インフラストラクチャの上又は中に形成され、車両宛の情報を暗号化するのに適した磁気マーキングであって、情報が変更可能である磁気マーキングと、
車両に搭載され、磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を作成する複数の磁気センサと、対応する信号を処理し、一方では車両と磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、他方では磁気マーキングに暗号化された情報を解読するように適合された処理ユニットとを含む検出装置と、を備えるシステムを提案することである。
【０００９】
これにより、磁気マーキングによって発信される磁界は、車両の位置を計算し、暗号化された情報に基づいて運転者に通知するために使用でき、情報が時間とともに変化し得るため、再度暗号化してよい。
【００１０】
１つの補足の態様では、磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合体の堆積によって形成され、１つ又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が追加され、これらの粒子はその保持磁気励起磁界を越える磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、これら粒子の残留磁化は車両向けの情報を暗号化するように適合されている。
【００１１】
磁気マーキングは既知の道路信号法を使用する。磁気粒子を単に追加するだけで、情報を暗号化でき、粒子にその保持励起磁界よりも大きな磁界を印加することによって再プログラムすることができる。
【００１２】
有利な態様では、少なくとも２つの異なる種類の磁性材料が磁気マーカの中にあり、各々が異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、車両向けの情報が異なった安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される。
【００１３】
これにより、異なったレベルの情報を提供できる。より重要度の低い情報のプログラミングに誤りがあっても、より重要な情報は消去されない。
【００１４】
有利には、磁気マーカは磁気帯の形状で実質上連続的に堆積され、情報は磁気帯の長さ方向に沿って略一定の基本区間で暗号化され、各基本区間は独自の多方向性磁界を有する。
【００１５】
別の態様では、磁気マーカは略一定の基本間隔で形成された不連続な磁気帯の形状で堆積され、情報は略一定の基本区間で暗号化され、各基本区間は独自の多方向性磁界を有する。
【００１６】
このように、これら２つの態様では、各区間が、変更可能な磁化を備える帯の一部に対応し、複数ビットの情報を暗号化できる。
【００１７】
多方向磁界は、帯の方向に略垂直な方向且つ同一平面内である方向に少なくとも第一成分を含んでいる。
【００１８】
この第一成分は、情報を暗号化するだけでなく、インフラストラクチャ上の移動体のための位置の基準を定義するためにも使用できる。
【００１９】
本発明は、道路インフラストラクチャ上の車両の運転補助システムであって、複数の磁気センサが少なくとも３つの磁気センサを含み、処理ユニットが磁気センサからの対応信号に基づいて全磁界から周囲磁界を消去するように適合されたシステムにも関する。
【００２０】
これにより、運転補助システムは、インフラストラクチャ内の車両の位置をより高い精度で見つけるために環境ノイズを考慮できる。
【００２１】
好ましい態様では、運転補助システムは、少なくとも第四の磁気センサを含み、処理ユニットは磁気センサからの対応信号に基づいて、周囲磁界の変化によるバイアス、特に金属ボディの分布によるバイアスを考慮するように適合されている。
【００２２】
他の態様では、磁気センサは車両の軸に対して略垂直な第一軸に整列され、少なくとも１つの補助磁気センサが利用可能で、第一軸とは異なる第二軸に配置され、処理ユニットが車両と磁気帯との間の第二の距離を決定し、処理ユニットが第一及び第二の距離に基づいてインフラストラクチャ上の移動方向に対する車両の方向を決定する。
【００２３】
本発明は、上記運転補助システムの検出装置であって、車両に搭載され、インフラストラクチャ上又はその中に形成された磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を生成する複数の磁気センサと、対応する信号を処理し、車両と磁気マーカとの間の第一の距離を決定するように適合された処理ユニットとを備え、複数の磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを含み、処理ユニットは対応する信号に基づいて全磁界から周囲磁界を消去するように適合された検出装置にも関する。
【００２４】
検出装置の他の１つの態様では、複数の磁気センサは第四の磁気センサを含み、処理ユニットは磁気センサからの対応信号に基づいて、周囲磁界の変化によるバイアス、特に金属ボディの分布によるバイアスを考慮するように適合されている。
【００２５】
検出装置の１つの補足態様では、処理ユニットは磁気マーキング中で暗号化されている情報を解読するように適合されている。
【００２６】
本発明は、上記運転補助システムのためのインフラストラクチャであって、インフラストラクチャ上又は中に形成され、このインフラストラクチャ上を走行する車両向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキングを備え、磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合物の堆積によって形成され、１つ又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が追加され、これらの粒子がその保持磁気励起磁界よりも大きな磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、磁気マーキングの残留磁化は上記車両向けの情報を暗号化するように適合されたインフラストラクチャにも関する。
【００２７】
インフラストラクチャの有利な態様では、少なくとも２つの異なる種類の磁性材料が磁気マーカ中にあり、各々が異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報は最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される。
【００２８】
本発明は、このインフラストラクチャ上を走行でき上記検出装置を備える車両であって、この装置は少なくとも車両と磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、磁気マーキングに暗号化されている情報を解読するために使用される車両にも関する。
【００２９】
最後に、本発明は、インフラストラクチャ上又は中に形成され車両向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキングを備えるインフラストラクチャ上を走行する車両であって、車両に搭載され、磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、全磁界に対応する信号を生成する複数の磁気センサと、対応する信号のための処理ユニットとを備える検出装置を有する車両の運転補助方法であって、
ａ）複数の磁気センサを使用して全磁界を測定するステップと、
ｂ）処理ユニットを使用して、対応する信号に基づき、磁気マーキング中に暗号化された情報を決定するステップと、
ｃ）処理ユニットを使用して、対応する信号に基づき、車両と磁気マーカとの間の第一の距離を決定するステップと、
ｄ）暗号化された情報及び第一の距離を、車両の運転者とのインタフェースを形成するモジュールへ送信するステップと、を含む方法にも関する。
【００３０】
本発明の他の特徴及び利点は以下の説明によって明らかになるであろう。この説明は純粋に例示的なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明に係る磁気マーキング及び運転補助システムは、図１の概略図に示されている。
【００３２】
図１の点線で示される道路１０で表されたインフラストラクチャ上を車両２０が走行している。「道路インフラストラクチャ」という用語は、移動体の移動のために使用されるネットワークのすべての車道を表す。これらはもちろん道路を含み、工業地や建物の中の交通路のような小規模のネットワークも含み得る。連続する磁気帯３０の形で示される磁気マーキングは道路１０の中央に堆積されている。この磁気帯は、異なる特徴を備えた固有の磁界を有する区間（３１，３２）のシーケンスによって形成されている。磁気マーキングは、各々が異なる特徴を備えた固有の磁界を有する不連続な区間のシーケンスを含む磁気帯の形をとってもよい。以下に説明されるように、異なる磁界のシーケンスは、磁気マーキングに沿って各種重要な情報を暗号化することを可能にする。車両２０の前部には、一方では磁気帯３０に関する車両２０の位置を計算することで、インフラストラクチャ１０に対する車両２０の位置を計算するため、他方では磁気帯３０の中に暗号化された情報を読み取るために、一式の車載磁気センサ３３が配置されている。
【００３３】
図１の概略図において、磁気マーキングは車両２０が走行するレーン１０の中央に配置されている。この場合、車両の理想的な位置は、車両２０の主軸と磁気帯３０との水平距離がゼロに相当する。しかし、帯が、例えば道路横の白線上又は図１の中心位置を外れた他の位置に配置された場合も予想される。この説明の残りでは、説明を簡単にするために磁気帯が中央位置にあると仮定している。
【００３４】
図２は、本発明の運転補助システムに使用される検出装置の態様の図を示す。デバイスは、（図示しない）車両に取付けされた支持部６０を含む検出部を備える。支持部６０は好ましくは車両の主軸と垂直な方向に置かれる。車両の主軸は車両の移動方向に置かれる。支持部６０は少なくとも３つの車載の磁気センサ４５を備え、例えば車両の下に配置されており、この支持部６０と、ここでは磁気帯４０の形で表されている磁気マーキングとの間の高さｈは、数十センチメートルである。十分な振幅の磁界の読取を可能にするため、その高さは好ましくは約２０〜３０ｃｍであり、この振幅は磁気帯とセンサとの間の距離の２乗に従って変化する。磁気センサ４５は支持部６０上に整列され、検出装置の中に含まれる処理ユニット５０に接続されている。この処理ユニット５０は、磁気センサ４５の信号を分析し、磁気帯に暗号化されているいかなる情報をも読んで解読するのみならず、特に磁気帯４０と車両との間の距離を決定するように適合されている。センサ４５は、好ましくは車両の主軸に垂直な１つの直線上に整列される。
【００３５】
磁気センサは、例えば道路、即ち磁気帯から約２５ｃｍの高さに配置される車両のバンパの中に収納できる。磁気センサは全磁界を読み取る。磁気センサは、高速（車両の速度）下で非常に弱い磁界を測定できなければならず、従って、低ノイズ且つ高速な応答時間を有する高感度センサを選択する必要がある。磁気センサは車両の中で利用可能な電圧で提供される電源によって動作できなければならず、消費電力が小さい必要がある。ホール効果センサ及び磁気抵抗センサのような既知の磁気センサはこれらの特徴を備えている。電流ループセンサも使用できる。
【００３６】
以下の表１は既知のセンサの各種のタイプの特徴の例である。
【表１】
【００３７】
センサは、方向指示性、換言すれば、磁気帯に平行又は垂直な方向以外の方向に非ゼロ成分を有する磁界の方向を検出できてよい。
【００３８】
処理ユニット５０で決定された距離は、解読された情報と共にモジュール５５へ送信され、モジュール５５は、データの結合、解読された情報の使用、車両位置の運転者への送信、磁気帯から読み取られる各種レベルの情報の運転者への送信などのいくつかの機能を実行する。後述するように、車両の軸が磁気帯から過剰に外れたこと、又は磁気帯の中に暗号化された（厳しいコーナへの接近、減速などの）重要な情報などに運転者の注意を引きつけるために警告メッセージを提供できる。例えば、運転者の注意を引くために、磁気帯に対する車両の位置を走行しているレーンの中央に表示したり、その他の適切な表示の手段を考えたりすることが可能であり、その結果、運転者が車両とレーンの間の距離を知り、必要に応じて修正動作を取ることができる。
【００３９】
センサの数は、磁気帯上に記録された情報の解読と共に、車両とインフラストラクチャとの間の距離の決定精度に対する決定的な要因である。既知の誘導デバイスとの関連で指摘されるように、近傍の環境ノイズ及び金属ボディの影響を考慮して、２つのセンサの使用では不十分である。これは、磁気センサからの信号が特に磁気帯からの磁界及び周囲磁界（地球磁場など）を組み込んだ全磁界に関連するためである。それらの磁界は近傍の各種金属ボディによっても影響を受ける。
【００４０】
本発明に係る運転補助システムは、検出装置と共に、少なくとも３つの磁気センサを有し、センサからの信号の処理時における周囲磁界を考慮する。実際、磁気センサの数は車両と磁気帯との間の距離測定の希望精度に従って選択される。第四の磁気センサを使用することによって、磁気センサからの信号値上で、例えば近傍の各種金属ボディの影響による周囲磁界の変化を考慮できる。
【００４１】
インフラストラクチャ上に設置された磁気帯に対する車両の位置を推定するために、処理ユニットは、各センサからの応答を標準の応答と比較するが、標準の応答は特に所定位置に所定の磁化された帯及び周囲磁界の存在による全磁界の存在時にセンサが供給するであろう理論的応答に近似する。測定に最も適合するセンサの標準応答のパラメータが、処理の結果であると考えられる。
【００４２】
距離推定を例示するために、インフラストラクチャ上又は中に形成された磁気マーキングが連続した磁気帯の形をとり、帯の方向と同一平面内で且つ垂直な一方向性磁界を生成していると仮定する。また、センサは車両の主軸と垂直な支持部上で整列していると考える。すると、磁界は次式で表される。
【数１】
式中、
ａは、周囲磁界、特に地球磁場を考慮する定数であり、
ｂは、例えば近傍の金属ボディによる周囲磁界の変化によるバイアスであり、
ｃは、帯の１方向磁界の振幅である。この振幅は、車両向けの情報の暗号化を可能にする。従ってこれを決定することによって、ある基本区間から次の区間（図１の３１及び３２とマークされた位置）への変化から、帯の中に暗号化された情報を推定できる。
ｘｉは、支持部に沿った異なるセンサの位置である。
ｈは、磁気帯とセンサとの間の垂直方向の距離であり、
ｄは、磁気センサのセットの中心と磁気帯との間の水平方向に測定された距離である。この距離を知ることで、車両の連続的な位置を知ることが可能になる。
【００４３】
以下の方法の説明において、磁気センサの数は５であり、それらは等間隔で、距離ｄは中央のセンサ（３番目のセンサ）と磁気帯との間の水平距離であると仮定されている。
【００４４】
以後ｆｘｉと記述する値ｆ（ｘｉ，ｄ）に基づいて、補足の関数ｇｘｉ及びｈｘｉを導入し、周囲磁界及びその変化による各種未知の定数ａ及びｂを方程式（１）から消去する。
ｇｘｉ＝ｆｘｉ＋１−ｆｘｉであり、ｆｘｉの値に基づいている。
式中、ｉ∈［１，４］であり、ａを消去する。
ｈｘｉ＝ｇｘｉ＋１−ｇｘｉであり、ｇｘｉの値に基づいている。
式中、ｉ∈［１，３］であり、ｂを消去する。
【００４５】
これらｆｘｉ、ｇｘｉ、及びｈｘｉの値は、推定されるべき距離ｄ、及び帯の中の情報を暗号化する磁界の振幅ｃの関数であり、上記で記述された標準応答の値を形成している。磁界の形状（１）並びにｇｘｉ及びｈｘｉの値は、周囲磁界（パラメータａ）の消去が希望される場合には少なくとも３つのセンサを有するシステムが有効であることを示し、近傍の金属ボディの存在（パラメータｂ）の考慮が希望される場合には第四のセンサが有効であることを明らかに示す。これは、少なくとも異なるパラメータの数と同程度に多数の独立した測定値を有することが必要だからである。
【００４６】
位置ｘｉで磁気センサによって測定された磁界の測定値Ｍｆｘｉに基づいて、値ｇｘｉ、ｈｘｉ及びｋｘｉと同じ関係に従って計算された値Ｍｇｘｉ及びＭｈｘｉを導入することも可能である。これにより、次式が得られる。
Ｍｇｘｉ＝Ｍｆｘｉ＋１−Ｍｆｘｉ、測定値Ｍｆｘｉに基づく。
Ｍｈｘｉ＝Ｍｈｘｉ＋１−Ｍｈｘｉ、値Ｍｇｘｉに基づく。
【００４７】
上記の種々の値に対して最小自乗法を適用し、帯の位置を可能な限り正確に推定できる。
【００４８】
Ｊｆを値ｆｘｉの最小自乗関数とする。
【数２】
【００４９】
この関数Ｊｆは、特にｄ及びｃに依存する。その最小値は５個の磁気センサによる測定値に基づいてｄ及びｃの推定値を得るために使用できる。最小自乗法はｇｘｉ及びｈｘｉの値に適用し、ｄ及びｃ、言い換えるとａ及びｂを推定するために不必要なパラメータを消去できる。
【００５０】
２重推定関数として知られている関数として、最小自乗法が標準応答の値ｈｘｉに適用されて次式が成立する。
【数３】
ｈｘｉ＝ｃ．ｈ’ｘｉ、ｉ∈［１，３］を導入し、ｈ’ｘｉはｄだけの関数であるとすると、方程式（３）は次式のようになる。
【数４】
ここで方程式（３’）中のｃは定数である。
【００５１】
【数５】
は以下の新しい関係式を生成する。
【数６】
【００５２】
ｃの推定は、磁気帯中に記憶された情報を提供し、Ｊｈをｄのみの関数にすることを可能にし、その最小値は、５個のセンサから得られた各測定値Ｍｆｘｉのための距離ｄの推定に使用できる。
【００５３】
図３ａは、２重推定関数Ｊｈによって提供される距離ｄと実際の距離との比較を示している。
【００５４】
１重推定関数として知られる関数のために、標準応答の値ｇｘｉに対して最小自乗法が適用され、ｂ＝０言い換えると周囲磁界が空間的に変化しないと仮定される。これによって次式が成立する。
【数７】
式中、方程式（４）中のｃは定数である。
【００５５】
【数８】
は以下の新しい関係式を生成する。
【数９】
ｃの推定は、磁気帯中に記憶された情報を提供し、Ｊｇをｄのみの関数にすることを可能にし、その最小値は、５個のセンサから得られた各測定値Ｍｆｘｉのための距離ｄの推定に使用できる。
【００５６】
図３ｂは、１重推定関数Ｊｇによって提供される距離ｄと実際の距離との比較を示している。
【００５７】
テスト結果によれば、磁気帯と中央センサとの距離ｄの推定は、２重推定関数を使用した方がよく、測定レンジ（−６０ｃｍ、６０ｃｍ）に亘って誤差は±０．２ｃｍであり、そこでは５個のセンサが地上から２５ｃｍの高さで横方向に２５ｃｍごとに配置され、各センサの測定ノイズは測定ダイナミックレンジの約２０％であった。１重推定関数の場合、誤差レンジは±５．０ｃｍになるが、これは周囲磁界の変化が無視されるためである。
【００５８】
２重推定関数が使用された場合、運転補助システム及び検出装置は、４個のセンサだけを有してよい。しかし、センサの１つが動作に失敗したときに備え、１個の予備のセンサを有することが有用である。本発明の有利な１つの態様では、運転補助システム及び検出装置は、図４に示されるような校正システムを含んでよく、この校正システムは、磁気センサの動作状態を検証するため、及びセンサによって測定された信号に基づく所望の磁界に対するセンサの応答における差異を消去するために使用できる。
【００５９】
これは、上記で説明された車両位置の推定が、センサの応答における差異を考慮しないからである。図４は、６１〜６５と番号を付した５個の磁気センサを示し、これらセンサは車両の主軸に垂直な方向に並ぶ軸上に整列されている。誘導コイルを持った２つの電磁石７１及び７２の各々は、一方では第二及び第三のセンサの間に配置され、他方では第三及び第四のセンサの間に配置されている。電磁石は、要求に応じ、それゆえ指定された値の磁界を生成できるので有用である。種々なセンサで測定することによって、処理ユニットはセンサ間の応答の差異を消去できる。
【００６０】
センサが磁気帯上のセンサの高さｈとほぼ等しい距離だけ互いに引き離され、地球磁界だけが測定に干渉できる場合、距離ｄを推定するために別タイプのアルゴリズムを使用でき、帯によって生成された磁界の特徴、特に、磁界の最大振幅の両側で高さｈに距離をおいて配置されたゼロ位置、及びゼロ位置を越えた距離では磁界の変化がゆっくりしているという特徴を使用する。
【００６１】
第一段階では、ベースレベルＮＢが測定の中央値によって決定されるが、これは磁気帯から遠く離れたセンサの数が磁気帯に近いセンサの数よりも多いからである。
【００６２】
第二段階では、中央値ＮＢから最も遠く離れたレベルＮ、言い換えると最大の｜Ｎ−ＮＢ｜を有するセンサＣＮが検出され、これが磁気帯に最も近いセンサに対応する。
【００６３】
第三段階では、Ｎに最も近いレベルＮＡ、言い換えると｜ＮＡ−Ｎ｜の最小値を有するセンサＣＮに隣接するセンサＣＡが決定される。
【００６４】
最後の帯の距離ｄは、センサＣＮの位置ｘＣＮ及びセンサＣＡの位置ｘＣＡに基づいて、次式で推定される。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【００６５】
磁気帯の中に暗号化された情報ｃに関しては、次式で与えられる。
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【００６６】
この単純化されたアルゴリズムは、測定ノイズが十分に低いと仮定すると、満足できる精度で距離ｄを決定するために必要な計算数を、かなりの程度まで低減する。
【００６７】
約３００ｍの長さに亘って磁気帯をはめ込んだトラック上で、地上１５ｃｍの高さに５個のセンサを搭載した車両を使用したテストを実行した。単純化アルゴリズムを使用して、距離ｄを、＋２５０ｍｍと−２５０ｍｍの距離レンジに亘って約±１ｍｍの精度で、特に磁気帯の上をジグザグ（車両が帯の両側へ振動する）運転するときに計算できた。
【００６８】
図４の例では、５個の磁気センサを含み、検出装置の対称性を利用できたならば、２つの電磁石だけで十分であるが、これは、図４のセンサと電磁石との間の矢印で示されているように、第一電磁石７１が一方ではセンサ６２及び６３上で、他方ではセンサ６１及び６４上で等価な効果を持ち、これに対して第二電磁石７２が一方ではセンサ６３及び６４上で、他方ではセンサ６２及び６５上で等価な効果を持っているからである。例えば、センサ６３を基準としてとると、電磁石７１は、第一段階で活性化されてセンサ６２を修正し、センサ６４に関してセンサ６１の応答を見つける。第二段階で、電磁石７２が活性化されてセンサ６４を、その結果として第一段階で決定されたこれら２つのセンサの関係を使用してセンサ６１も修正し、第一段階で修正されたセンサ６２でセンサ６５を修正する。１つ又は両方の電磁石が活性化されたときに、センサの信号が変化しない、又は十分に変化しない場合には、欠陥のあるセンサとして検出される。
【００６９】
図５は、図４で示される磁気センサによるデータ取得のシーケンスを示している。データの取得は、同期化されている。言い換えると、５個のセンサは磁界を同時に測定する。
【００７０】
シーケンスの全体の継続時間はＴ０であり、５つの時間区間に分割されている。最初の４つの時間区間の各々は時間Ｔ１を有し、Ｔ１は４Ｔ１＜Ｔ０を満足するように選択され、第五の時間区間を提供し、その間に処理ユニットが処理を実行し、データを転送できるように選択される。
【００７１】
通常動作のとき、最初の４つの時間区間は同一であり、２つの電磁石は磁界を生成しない。これら４つの段階の間に、センサは環境及びインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気帯によって生成された磁界を記録する。これら各々の段階の間に取得された大量のデータは、信号／ノイズ比を改良することを可能にし、測定継続中の磁界の平均値の計算を許容する。
【００７２】
校正モード中の動作では、２つの電磁石は第一段階では磁界を生成せず、一方の電磁石が第二段階で磁界を生成し、２つの電磁石は第三段階で磁界を生成せず、第四段階で他方の電磁石が磁界を生成する。これら４段階中、センサは一方では電磁石によって、他方では環境及びインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気帯によって生成された磁界を記録する。第一及び第二段階の間のセンサ信号の変化は１番目に活性化された電磁石に対する各センサの応答を決定するために使用でき、第三及び第四段階の間のセンサ信号の変化は各センサの２番目に活性化された電磁石に対する応答を決定するために使用できる。センサは、一方のセンサと他方のセンサとの測定値の差に従って校正できる。これら各々の段階の間に取得された大量のデータは、信号／ノイズ比を改良することを可能にし、測定継続中の磁界の平均値の計算を許容する。更に第一及び第三段階中の測定は、通常動作中に関して磁気帯に含まれている距離と情報を推定するために直接使用できる。
【００７３】
金属ボディによるバイアス及び磁気センサの固有ノイズによるバイアスが同時に考慮される場合、上記例の垂直な一方向性磁界に対しては２重推定関数が使用でき、センサが地上から２５ｃｍの位置で間隔２５ｃｍのとき、距離の推定は、「−５０ｃｍ、５０ｃｍ」のレンジに亘って精度０．２ｃｍと推定され、「−６０ｃｍ、６０ｃｍ」のレンジに亘って精度０．４ｃｍと推定される。
【００７４】
校正システムも使用でき、全センサが正常に動作しているかどうかを連続的にチェックする。必要であれば、センサの１つに（例えば処理ユニットにプログラムされた基準に従って）欠陥があるとき、処理ユニットはそれを無効にし、且つ／又は測定された磁界を考慮することを停止して、距離の計算及び／又は暗号化された情報の読取を誤らないようにする。上記で説明された５個のセンサを備えたシステムは、検出装置と連動して、たとえセンサの１つが故障の結果として無効にされても、運転補助システムが連続して動作することを可能にする。
【００７５】
運転補助システム及び検出装置の１つの変形は、車両の主軸に垂直な第二の支持部の上で上記のセンサとはオフセットして整列された、１つ又はそれ以上の磁気センサの導入を含む。追加のセンサは、例えば、車両の後部バンパ上に整列できる。このようにして、以前に計算された距離の知識は、追加のセンサと磁気帯との間の第二の水平距離の知識と組み合わせて、道路に対する車両の軸の向きを決定するために使用できる。この情報は例えばスキッド防止制御のために非常に有用となり得る。
【００７６】
図２に示されるように、位置データ（距離ｄ）及び磁気帯の磁化上のデータ（情報の暗号化を可能にする磁界ｃの振幅）は、その後にフォーマットされ、特に位置及び暗号化されたデータに関する有用な情報を車両に供給することを意図するモジュールへと送信される。
【００７７】
このようにしてインフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気マーキングは、インフラストラクチャ中の車両の位置基準を規定し、情報キャリアとしても行動する。
【００７８】
磁気マーキングを形成するために使用される材料は、硬質磁性材料と呼ばれるものである。これらの材料では、磁化曲線が図６に示されるようなヒステレシスサイクルを有し、その残留磁界Ｂｒの値及び保持磁気励起磁界Ｈｃの値で特徴付けられる。硬質磁性材料は、それらに外部励起磁界を印加することによって磁化される。この励起磁界の印加が停止されると、材料の磁化は残留磁界Ｂｒに等しくなる。この磁界Ｂｒの値は、車両のセンサによって検出されるために十分な値でなければならない。この磁界Ｂｒの値は、異なる磁界を印加することによって変更できるが、保持磁界Ｈｃより大きな値である必要がある。距離１ｍの位置で生成された磁界が現在の通常のセンサで適切に検出されることを保証するためには、残留磁化Ｂｒが１０００ガウスより大きくなければならない。
【００７９】
硬質磁性材料は、粒子形状、特に粉、ビーズ又はチップの形状で提供されてよい。
【００８０】
粒子のサイズは、数ナノメートルから１又は２ミリメートル以上の間で変化してよい。保持磁界Ｈｃは、約１〜２００００エルステッドで変化してよく、好ましくは５〜５０００エルステッドである。保持磁界が５エルステッド未満の粒子はあまりにも容易に消磁されてしまう一方、保持力が５０００エルステッドよりも大きい粒子はその磁化に非常に特別且つ高価な装置を必要とする。
【００８１】
好ましくは、硬質磁性材料は、磁性フェライトとしても知られる安定した酸化物磁性材料クラスである。最も一般的に使用されているものは、バリウムヘキサフェライトＢａＦｅ１２Ｏ１９及びストロンチウムヘキサフェライトＳｒＦｅ１２Ｏ１９である。ストロンチウム及びバリウムは鉛で置換できる。その他、例えばマグネタイトＦｅ３０Ｏ４及びガンマ酸化第二鉄ｇａｍｍａ−Ｆｅ２Ｏ３のような伸張した針の形状を取ることができる立方体フェライトのような硬質磁性材料も使用できる。これら磁性フェライトは、大量に生産され、屋外で保存したときに安定している。
【００８２】
その他の使用できる硬質磁性材料は、二酸化クロム及びアルニコ（アルミニウム−ニッケル−コバルト−鉄の合金）、鉄系合金、鉄−カーボン、鉄−コバルト、鉄−コバルト−クロム、鉄−コバルト−モリブデン、銅−ニッケル−鉄、マンガン−アルミニウム、コバルト−白金などの合金である。
【００８３】
硬質磁性材料の残留磁束密度は、粒子形状では指向性を備えていない。このフォーマットによって、道路や高速道路のマーキング化合物への組み込みが容易となる。これらの道路信号を意図した化合物は、溶融した物質の形で堆積される熱溶解物質であってよい。また、例えば高分子化できるモノマー系の、ポリマー調製溶液の形で塗布される低温塗装物質も知られている。また、道路及び高速道路マーキング塗料も知られ、一般的に有機溶剤に溶融された樹脂又は水性ポリマー分散系であり、一般に水性塗料の遅い乾燥速度を加速するために必要な各種の添加物が添加されている。流体複合物と同様に、成形された帯を堆積させる公知の方法であって、予備的な帯製造で作成し、道路に適用する際に、巻戻す方法がある。従って、インフラストラクチャ上又は中に堆積された磁気マーキングは、種々の形をとることができる。
【００８４】
これら各種タイプの複合物は、一般に充填材及び染料を含んでいる。
【００８５】
インフラストラクチャ上の磁気マーキングが信号帯とは別で、その可視性を制限する必要があるときには、任意に複合物に染料を添加してよい。帯を人間の目に完全に見えないようにするため、染料を添加してもよい。
【００８６】
そのような複合物に組み込まれた硬質磁性材料は、帯の形で例えば米国特許第６，５０５，９９５号及び第４，４０１，２６５号に記述されているスプレー装置のような通常のデバイスを使用して、インフラストラクチャ上に連続又は不連続の形で堆積される。この場合、本発明に係るインフラストラクチャの磁気マーキングは、連続又は不連続の磁気帯の形をとる。不連続な磁気帯の場合には、マーキング化合物は一定又は非一定の間隔で堆積される。
【００８７】
この目的のため、帯は、浅いくぼみを設けることでインフラストラクチャ中に堆積でき、別の材料で被覆してくぼみを充填することで塗料をマスクし、磁気帯の寿命を長くする。
【００８８】
このようにして堆積された磁気帯は、各部分に割り当てられた可変且つ多方向性の磁化を有する帯の連続部分又は基礎区間を形成することによって、情報キャリアの役割を果たすことができる。部分又は区間は、互いに接触していてもよいし（連続的に堆積された帯）、接触していなくてもよい（不連続な帯）。これらの区画は、図１の概略図（符号３１及び３２）のように磁気帯の長さ方向に沿って一定に分布されてよい。１つの特定の態様では、基礎区画は、その磁気帯と車載の磁気センサとの間の平均高さの１〜４倍の長さを備え、好ましくは平均高さの１〜２倍の長さを備えている。
【００８９】
ある区画から次の区画への磁界の変化は、磁気帯が連続であるか否かにかかわらず、一方向性磁界の場合には１回だけの方向の変化を含むことができ、このようにして情報の２進法暗号化のために示される論理状態「０」及び「１」のシーケンスを可能にする。磁界に複数成分が許容される場合には、暗号化はより複雑になり得る。振幅を変化させることもできる。
【００９０】
情報の記録又は修正は、保持力よりも大きな外部磁界を印加して残留磁化を残すか、既存の磁化を変更することによって実行される。この操作は、帯上に特定の移動体を通過させることによって実行できる。使用される硬質磁性材料の保持力Ｈｃは、浮遊磁界（地球磁場等）が暗号化された情報を修正しないよう、十分に大きな値でなければならない。
【００９１】
この帯の中に暗号化された情報は、次のような色々の種類であってよい。
インフラストラクチャ信号に関する注意（制限速度、進入禁止など）、
インフラストラクチャの地形的データ（傾斜、コーナの曲率半径など）、
臨時情報（道路工事、進路変更など）、
商業的情報（臨時の文化イベント、近くの休憩所、燃料価格、近くの観光地など）。
【００９２】
この情報は、明らかに、時間の経過とともに変更する必要がある。しかし、必ずしも更新の間隔が同一である必要はない。更に、情報がすべて同一の重要度を有する訳ではなく、いくつかは単に商業的又は文化的なものである一方で、他の情報は車両の安全にかかわっている。情報を階層的にランク付けできなければならない。
【００９３】
これが、同一の塗料に複数の硬質磁性材料（少なくとも２つ）を導入して、異なる安全レベルを備えた異なる種類の情報の暗号化を可能とするのが有用な理由である。これにより、最も重要な情報（信号、地形データなど）は磁性が最も硬い材料（最高のＨｃ＞２００エルステッドを持つ）で暗号化され、より重要でない情報（文化的イベント、燃料の価格など）はより磁性が硬くない材料（最も小さいＨｃ＞エルステッド）で暗号化される。より重要度が低い情報を修正できる移動体は、インフラストラクチャ上を他の移動体と同一の速度で走行できる軽量の車両である。情報暗号化の階層化のもう１つの利点は、非常に重要な情報は非常に磁性が硬い材料の保持力よりも大きな磁界を生成するために、金属ボディが必要なので、大きくて、特定の目的の車両によってのみ修正可能であるという点である。このようにして、より重要度が低いメッセージのプログラミングに誤りがあっても非常に重要なメッセージは消去できない。
【００９４】
本システムは車両のユーザ向けに記録された商業的メッセージを使用して財政的に独立できることである。
【００９５】
本発明の磁気マーキングのもう１つの利点は、磁気帯の部分的な劣化が生じた場合、検出装置は情報の限られたビットだけしか失わないだけである。運転補助システムはそれゆえ、そのような場合でも動作を継続する。また、たとえば、各間隔で多方向性を備えた磁界を使用して、重要な情報を数回繰り返すことによって、情報の中でも特に重要な情報に冗長度を設けることを考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る運転補助システムの概略図である。
【図２】本発明に係る運転補助システム及び磁気センサを含む検出装置の態様の図である。
【図３ａ】磁気帯に対する車両位置を推定する２重関数と実際の位置との差を示す図である。
【図３ｂ】磁気帯に対する車両位置を推定する１重関数と実際の位置との差を示す図である。
【図４】本発明に係る校正システムの概略図である。
【図５】本発明に係る運転補助システム及び磁気デバイスの磁気センサによるデータ取得の２つのシーケンス、即ち通常モード及び校正モードを示す図である。
【図６】本発明に係る磁気帯の生成に使用される磁性フェライトの代表的な磁化曲線を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インフラストラクチャ（１９）上を走行する車両（２０）へ情報を供給する運転補助システムであって、
前記インフラストラクチャの上又は中に形成され、前記車両宛の情報を暗号化するのに適した磁気マーキングであって、前記情報は変更可能である磁気マーキング（３０、４０）と、
前記車両に搭載され、前記磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、この全磁界の対応信号を作成する複数の磁気センサ（４５）と、前記対応信号を処理し、一方では前記車両と前記磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、他方では前記磁気マーキングに暗号化された情報を解読するように適合された処理ユニット（５０）とを含む検出デバイスと、を備える運転補助システム。
【請求項２】
請求項１記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気マーキングは、道路信号向けのマーキング複合体の堆積によって形成され、１又は複数種の粒子状の磁性材料が添加され、これら粒子はその保持磁気励起磁界を越える磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、前記粒子の残留磁化は車両向けの情報を暗号化するように適合されている運転補助システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の運転補助システムにおいて、
少なくとも２種の異なる磁性材料が磁気マーカ中にあり、前記磁性材料の各々は異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、前記車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される運転補助システム。
【請求項４】
請求項１から３いずれか記載の運転補助システムにおいて、
磁気マーカは、磁気帯の形状で実質的に連続して堆積され、
前記情報は、磁気帯の長さ方向に沿って略一定の基本区間（３１、３２）で暗号化され、これら基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有する運転補助システム。
【請求項５】
請求項１から３いずれか記載の運転補助システムにおいて、
磁気マーカは、略一定の基本間隔で形成された不連続な磁気帯の形状で堆積され、
前記情報は、前記基本区間の各々において暗号化され、前記基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有する運転補助システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の運転補助システムにおいて、
前記基本区間は、前記磁気帯と車載の前記磁気センサとの間の平均高さの１〜２倍の長さを有する運転補助システム。
【請求項７】
請求項４から６いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記多方向性磁界は、前記磁気帯の方向に略垂直な方向且つ同一平面内である方向に少なくとも第一成分を含む運転補助システム。
【請求項８】
請求項２から７いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁性材料の粒子は樹脂に結合されている運転補助システム。
【請求項９】
請求項２から８いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁性材料は、磁性フェライトである運転補助システム。
【請求項１０】
請求項２から９いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁性材料は、直径１０ｎｍ以上２ｍｍ以下の粉、ビーズ、又はチップの形状である運転補助システム。
【請求項１１】
請求項２から１０いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記道路信号向けのマーキング複合体は、好ましくは水系の塗料である運転補助システム。
【請求項１２】
請求項２から１１いずれか記載の運転補助システムにおいて、
複数の前記磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記全磁界から周囲磁界を消去するように適合された運転補助システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の運転補助システムにおいて、
少なくとも第四の磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記周囲磁界の変化によるバイアスを考慮するように適合された運転補助システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気センサは、前記車両の軸に対して略垂直な第一軸（６０）上に整列される運転補助システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の運転補助システムにおいて、
前記第一軸とは異なる第二軸に位置する少なくとも１つの補助磁気センサを備え、
前記処理ユニットが、前記車両と前記磁気帯との間の第二の距離を決定し、前記第一及び第二の距離に基づいて前記インフラストラクチャ上の移動方向に対する前記車両の方向を決定する運転補助システム。
【請求項１６】
請求項１２から１５のいずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気センサの校正装置（７１、７２）を更に備え、これら装置は、特定値の補足磁界を生成でき、
前記処理ユニットは、前記磁気センサの動作状態を検証し、前記磁気センサによって測定された信号に基づく前記磁気センサの応答における差異を消去するように適合された運転補助システム。
【請求項１７】
請求項１６記載の運転補助システムにおいて、
前記校正装置は、電磁石を備える運転補助システム。
【請求項１８】
請求項１２から１７いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気センサは、磁気抵抗センサ、ホール効果センサ、又は電流ループセンサである運転補助システム。
【請求項１９】
請求項１２から１８いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報は、前記磁気センサの各々で読み取られ前記磁気センサの各位置（ｘi）における全磁場の関数である値（Ｍｆｘｉ、Ｍｇｘｉ、Ｍｈｘｉ）を最小自乗基準で比較することを含む推定関数に基づいて、前記処理ユニットによって決定され、前記距離及び情報の推定値は前記読み取られた値に最も適する運転補助システム。
【請求項２０】
請求項１２から１８いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方（ｄ）、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報（ｃ）は、前記磁気センサの各々で読み取られる値（Ｍｆｘｉ）と、
前記読み取られる値の中央値であるＮＢと、
前記中央値から最も遠く離れた値に相当し、位置ｘＣＮにあるセンサＣＮで読み取られるＮと、
前記中央値から最も近い値に相当し、位置ｘＣＡにあるセンサＣＡで読み取られるＮＡと、に基づき、以下の数式から計算される運転補助システム。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【請求項２１】
請求項１から２０記載の運転補助システムのための検出装置であって、
車両（２０）に搭載され、インフラストラクチャ上又は中に形成された磁気マーキング（３０、４０）によって生成された磁界を含む全磁界を検出し、この全磁界の対応信号を生成する複数の磁気センサ（４５）と、
前記対応信号を処理し、前記車両と磁気マーカとの間の第一の距離（ｄ）を決定するように適合された処理ユニット（５０）とを備え、
複数の前記磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを含み、
前記処理ユニットは、前記対応信号に基づいて前記全磁界から周囲磁界を消去するように適合された検出装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の検出装置において、
少なくとも第四の磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの対応信号に基づいて、前記周囲磁界の変化によるバイアスを考慮するように適合された検出装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の検出装置において、
前記磁気センサは、前記車両の軸に対して略垂直な第一軸（６０）上に整列される検出装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の検出装置において、
前記第一軸とは異なる第二軸に位置する少なくとも１つの補助磁気センサを備え、
前記処理ユニットが、前記車両と前記磁気帯との間の第二の距離を決定し、前記第一及び第二の距離に基づいて前記インフラストラクチャ上の移動方向に対する前記車両の方向を決定する検出装置。
【請求項２５】
請求項２１から２４いずれか記載の検出装置において、
前記磁気センサの校正装置（７１、７２）を更に備え、これら装置は、特定値の補足磁界を生成でき、
前記処理ユニットは、前記磁気センサの動作状態を検証し、前記磁気センサによって測定された信号に基づく前記磁気センサの応答における差異を消去するように適合された検出装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の検出装置において、
前記校正装置は、電磁石を備える検出装置。
【請求項２７】
請求項２１から２６いずれか記載の検出装置において、
前記磁気センサは、磁気抵抗センサ、ホール効果センサ、又は電流ループセンサである検出装置。
【請求項２８】
請求項２１から２７いずれか記載の検出装置において、
前記処理ユニットは、前記磁気マーキングにおいて暗号化された情報を解読するように適合された検出装置。
【請求項２９】
請求項２１から２８いずれか記載の検出装置において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報は、前記磁気センサの各々で読み取られ前記磁気センサの各位置（ｘi）における全磁場の関数である値（Ｍｆｘｉ、Ｍｇｘｉ、Ｍｈｘｉ）を最小自乗基準で比較することを含む推定関数に基づいて、前記処理ユニットによって決定され、前記距離及び情報の推定値は前記読み取られた値に最も適する検出装置。
【請求項３０】
請求項２１から２８いずれか記載の検出装置において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方（ｄ）、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報（ｃ）は、前記磁気センサの各々で読み取られる値（Ｍｆｘｉ）と、
前記読み取られる値の中央値であるＮＢと、
前記中央値から最も遠く離れた値に相当し、位置ｘＣＮにあるセンサＣＮで読み取られるＮと、
前記中央値から最も近い値に相当し、位置ｘＣＡにあるセンサＣＡで読み取られるＮＡと、に基づき、以下の数式から計算される検出装置。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【請求項３１】
インフラストラクチャ（１０）上を走行できる車両（２０）であって、
前記インフラストラクチャ上又は中に形成され、車両向けの情報の暗号化に適合された磁気マーキング（３０、４０）を備え、請求項２１から３０いずれか記載の検出装置が搭載され、
前記装置は、少なくとも前記車両と前記磁気マーキングとの間の第一の距離（ｄ）を決定し、前記磁気マーキング中に暗号化された情報の解読を可能とする車両。
【請求項３２】
請求項１から２０いずれか記載の運転補助システムのためのインフラストラクチャ（１０）であって、
前記インフラストラクチャ上又は中に形成され、前記インフラストラクチャ上を走行する車両（２０）向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキング（３０、４０）を備え、この磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合物の堆積によって形成され、１種又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が添加され、これら粒子がその保持磁気励起磁界（Ｈｃ）よりも大きな磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、前記磁気マーキングの残留磁化は前記車両向けの情報を暗号化するように適合されたインフラストラクチャ。
【請求項３３】
請求項３２記載のインフラストラクチャにおいて、
少なくとも２種の異なる磁性材料が磁気マーカ中にあり、前記磁性材料の各々は異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、前記車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化されるインフラストラクチャ。
【請求項３４】
請求項３２又は３３記載のインフラストラクチャにおいて、
磁気マーカは、磁気帯の形状で実質的に連続して堆積され、
前記情報は、磁気帯の長さ方向に沿って略一定の基本区間（３１、３２）で暗号化され、これら基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有するインフラストラクチャ。
【請求項３５】
請求項３２又は３３記載のインフラストラクチャにおいて、
磁気マーカは、略一定の基本間隔で形成された不連続な磁気帯の形状で堆積され、
前記情報は、前記基本区間の各々において暗号化され、前記基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有するインフラストラクチャ。
【請求項３６】
請求項３２から３５いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記多方向性磁界は、前記磁気帯の方向に略垂直な方向且つ同一平面内である方向に少なくとも第一成分を含むインフラストラクチャ。
【請求項３７】
請求項３２から３６いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記磁性材料の粒子は樹脂に結合されているインフラストラクチャ。
【請求項３８】
請求項３２から３７いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記磁性材料は、磁性フェライトであるインフラストラクチャ。
【請求項３９】
請求項３２から３８いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記磁性材料は、直径１０ｎｍ以上２ｍｍ以下の粉、ビーズ、又はチップの形状であるインフラストラクチャ。
【請求項４０】
請求項３２から３９いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記道路信号向けのマーキング複合体は、好ましくは水系の塗料であるインフラストラクチャ。
【請求項４１】
インフラストラクチャ上又は中に形成され車両向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキングを備えるインフラストラクチャ（１０）上を走行する車両（２０）であって、前記車両に搭載され、前記磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、この全磁界の対応信号を生成する複数の磁気センサと、前記対応信号のための処理ユニットとを備える検出装置を有する車両の運転補助方法であって、
ａ）複数の前記磁気センサを使用して前記全磁界を測定するステップと、
ｂ）前記処理ユニットを使用して、前記対応信号に基づき、前記磁気マーキング中に暗号化された情報を決定するステップと、
ｃ）前記処理ユニットを使用して、前記対応信号に基づき、前記車両と前記磁気マーカとの間の第一の距離を決定するステップと、
ｄ）暗号化された情報及び前記第一の距離を、前記車両の運転者とのインタフェースを形成するモジュールへ送信するステップと、を含む運転補助方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の運転補助方法において、
複数の前記磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記全磁界から周囲磁界を消去するように適合された運転補助方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の運転補助方法において、
少なくとも第四の磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記周囲磁界の変化によるバイアスを考慮するように適合された運転補助方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の運転補助方法において、
前記磁気センサは、前記車両の軸に対して略垂直な第一軸（６０）上に整列される運転補助方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の運転補助方法において、
前記第一軸とは異なる第二軸に位置する少なくとも１つの補助磁気センサを備え、
前記処理ユニットが、前記車両と前記磁気帯との間の第二の距離を決定し、前記第一及び第二の距離に基づいて前記インフラストラクチャ上の移動方向に対する前記車両の方向を決定する運転補助方法。
【請求項４６】
請求項４２から４５いずれか記載の運転補助方法において、
前記磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合物の堆積によって形成され、１種又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が添加され、これら粒子がその保持磁気励起磁界（Ｈｃ）よりも大きな磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、前記磁気マーキングの残留磁化は前記車両向けの情報を暗号化するように適合された運転補助方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の運転補助方法において、
少なくとも２種の異なる磁性材料が磁気マーカ中にあり、前記磁性材料の各々は異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、前記車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される運転補助方法。
【請求項４８】
請求項４７記載の運転補助方法において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報は、前記磁気センサの各々で読み取られ前記磁気センサの各位置（ｘi）における全磁場の関数である値（Ｍｆｘｉ、Ｍｇｘｉ、Ｍｈｘｉ）を最小自乗基準で比較することを含む推定関数に基づいて、前記処理ユニットによって決定され、前記距離及び情報の推定値は前記読み取られた値に最も適する運転補助方法。
【請求項４９】
請求項４７記載の運転補助方法において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方（ｄ）、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報（ｃ）は、前記磁気センサの各々で読み取られる値（Ｍｆｘｉ）と、
前記読み取られる値の中央値であるＮＢと、
前記中央値から最も遠く離れた値に相当し、位置ｘＣＮにあるセンサＣＮで読み取られるＮと、
前記中央値から最も近い値に相当し、位置ｘＣＡにあるセンサＣＡで読み取られるＮＡと、に基づき、以下の数式から計算される運転補助方法。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【請求項１】
インフラストラクチャ（１９）上を走行する車両（２０）へ情報を供給する運転補助システムであって、
前記インフラストラクチャの上又は中に形成され、前記車両宛の情報を暗号化するのに適した磁気マーキングであって、前記情報は変更可能である磁気マーキング（３０、４０）と、
前記車両に搭載され、前記磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、この全磁界の対応信号を作成する複数の磁気センサ（４５）と、前記対応信号を処理し、一方では前記車両と前記磁気マーキングとの間の第一の距離を決定し、他方では前記磁気マーキングに暗号化された情報を解読するように適合された処理ユニット（５０）とを含む検出デバイスと、を備える運転補助システム。
【請求項２】
請求項１記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気マーキングは、道路信号向けのマーキング複合体の堆積によって形成され、１又は複数種の粒子状の磁性材料が添加され、これら粒子はその保持磁気励起磁界を越える磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、前記粒子の残留磁化は車両向けの情報を暗号化するように適合されている運転補助システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の運転補助システムにおいて、
少なくとも２種の異なる磁性材料が磁気マーカ中にあり、前記磁性材料の各々は異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、前記車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される運転補助システム。
【請求項４】
請求項１から３いずれか記載の運転補助システムにおいて、
磁気マーカは、磁気帯の形状で実質的に連続して堆積され、
前記情報は、磁気帯の長さ方向に沿って略一定の基本区間（３１、３２）で暗号化され、これら基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有する運転補助システム。
【請求項５】
請求項１から３いずれか記載の運転補助システムにおいて、
磁気マーカは、略一定の基本間隔で形成された不連続な磁気帯の形状で堆積され、
前記情報は、前記基本区間の各々において暗号化され、前記基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有する運転補助システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の運転補助システムにおいて、
前記基本区間は、前記磁気帯と車載の前記磁気センサとの間の平均高さの１〜２倍の長さを有する運転補助システム。
【請求項７】
請求項４から６いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記多方向性磁界は、前記磁気帯の方向に略垂直な方向且つ同一平面内である方向に少なくとも第一成分を含む運転補助システム。
【請求項８】
請求項２から７いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁性材料の粒子は樹脂に結合されている運転補助システム。
【請求項９】
請求項２から８いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁性材料は、磁性フェライトである運転補助システム。
【請求項１０】
請求項２から９いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁性材料は、直径１０ｎｍ以上２ｍｍ以下の粉、ビーズ、又はチップの形状である運転補助システム。
【請求項１１】
請求項２から１０いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記道路信号向けのマーキング複合体は、好ましくは水系の塗料である運転補助システム。
【請求項１２】
請求項２から１１いずれか記載の運転補助システムにおいて、
複数の前記磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記全磁界から周囲磁界を消去するように適合された運転補助システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の運転補助システムにおいて、
少なくとも第四の磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記周囲磁界の変化によるバイアスを考慮するように適合された運転補助システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気センサは、前記車両の軸に対して略垂直な第一軸（６０）上に整列される運転補助システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の運転補助システムにおいて、
前記第一軸とは異なる第二軸に位置する少なくとも１つの補助磁気センサを備え、
前記処理ユニットが、前記車両と前記磁気帯との間の第二の距離を決定し、前記第一及び第二の距離に基づいて前記インフラストラクチャ上の移動方向に対する前記車両の方向を決定する運転補助システム。
【請求項１６】
請求項１２から１５のいずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気センサの校正装置（７１、７２）を更に備え、これら装置は、特定値の補足磁界を生成でき、
前記処理ユニットは、前記磁気センサの動作状態を検証し、前記磁気センサによって測定された信号に基づく前記磁気センサの応答における差異を消去するように適合された運転補助システム。
【請求項１７】
請求項１６記載の運転補助システムにおいて、
前記校正装置は、電磁石を備える運転補助システム。
【請求項１８】
請求項１２から１７いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記磁気センサは、磁気抵抗センサ、ホール効果センサ、又は電流ループセンサである運転補助システム。
【請求項１９】
請求項１２から１８いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報は、前記磁気センサの各々で読み取られ前記磁気センサの各位置（ｘi）における全磁場の関数である値（Ｍｆｘｉ、Ｍｇｘｉ、Ｍｈｘｉ）を最小自乗基準で比較することを含む推定関数に基づいて、前記処理ユニットによって決定され、前記距離及び情報の推定値は前記読み取られた値に最も適する運転補助システム。
【請求項２０】
請求項１２から１８いずれか記載の運転補助システムにおいて、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方（ｄ）、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報（ｃ）は、前記磁気センサの各々で読み取られる値（Ｍｆｘｉ）と、
前記読み取られる値の中央値であるＮＢと、
前記中央値から最も遠く離れた値に相当し、位置ｘＣＮにあるセンサＣＮで読み取られるＮと、
前記中央値から最も近い値に相当し、位置ｘＣＡにあるセンサＣＡで読み取られるＮＡと、に基づき、以下の数式から計算される運転補助システム。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【請求項２１】
請求項１から２０記載の運転補助システムのための検出装置であって、
車両（２０）に搭載され、インフラストラクチャ上又は中に形成された磁気マーキング（３０、４０）によって生成された磁界を含む全磁界を検出し、この全磁界の対応信号を生成する複数の磁気センサ（４５）と、
前記対応信号を処理し、前記車両と磁気マーカとの間の第一の距離（ｄ）を決定するように適合された処理ユニット（５０）とを備え、
複数の前記磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを含み、
前記処理ユニットは、前記対応信号に基づいて前記全磁界から周囲磁界を消去するように適合された検出装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の検出装置において、
少なくとも第四の磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの対応信号に基づいて、前記周囲磁界の変化によるバイアスを考慮するように適合された検出装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の検出装置において、
前記磁気センサは、前記車両の軸に対して略垂直な第一軸（６０）上に整列される検出装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の検出装置において、
前記第一軸とは異なる第二軸に位置する少なくとも１つの補助磁気センサを備え、
前記処理ユニットが、前記車両と前記磁気帯との間の第二の距離を決定し、前記第一及び第二の距離に基づいて前記インフラストラクチャ上の移動方向に対する前記車両の方向を決定する検出装置。
【請求項２５】
請求項２１から２４いずれか記載の検出装置において、
前記磁気センサの校正装置（７１、７２）を更に備え、これら装置は、特定値の補足磁界を生成でき、
前記処理ユニットは、前記磁気センサの動作状態を検証し、前記磁気センサによって測定された信号に基づく前記磁気センサの応答における差異を消去するように適合された検出装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の検出装置において、
前記校正装置は、電磁石を備える検出装置。
【請求項２７】
請求項２１から２６いずれか記載の検出装置において、
前記磁気センサは、磁気抵抗センサ、ホール効果センサ、又は電流ループセンサである検出装置。
【請求項２８】
請求項２１から２７いずれか記載の検出装置において、
前記処理ユニットは、前記磁気マーキングにおいて暗号化された情報を解読するように適合された検出装置。
【請求項２９】
請求項２１から２８いずれか記載の検出装置において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報は、前記磁気センサの各々で読み取られ前記磁気センサの各位置（ｘi）における全磁場の関数である値（Ｍｆｘｉ、Ｍｇｘｉ、Ｍｈｘｉ）を最小自乗基準で比較することを含む推定関数に基づいて、前記処理ユニットによって決定され、前記距離及び情報の推定値は前記読み取られた値に最も適する検出装置。
【請求項３０】
請求項２１から２８いずれか記載の検出装置において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方（ｄ）、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報（ｃ）は、前記磁気センサの各々で読み取られる値（Ｍｆｘｉ）と、
前記読み取られる値の中央値であるＮＢと、
前記中央値から最も遠く離れた値に相当し、位置ｘＣＮにあるセンサＣＮで読み取られるＮと、
前記中央値から最も近い値に相当し、位置ｘＣＡにあるセンサＣＡで読み取られるＮＡと、に基づき、以下の数式から計算される検出装置。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【請求項３１】
インフラストラクチャ（１０）上を走行できる車両（２０）であって、
前記インフラストラクチャ上又は中に形成され、車両向けの情報の暗号化に適合された磁気マーキング（３０、４０）を備え、請求項２１から３０いずれか記載の検出装置が搭載され、
前記装置は、少なくとも前記車両と前記磁気マーキングとの間の第一の距離（ｄ）を決定し、前記磁気マーキング中に暗号化された情報の解読を可能とする車両。
【請求項３２】
請求項１から２０いずれか記載の運転補助システムのためのインフラストラクチャ（１０）であって、
前記インフラストラクチャ上又は中に形成され、前記インフラストラクチャ上を走行する車両（２０）向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキング（３０、４０）を備え、この磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合物の堆積によって形成され、１種又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が添加され、これら粒子がその保持磁気励起磁界（Ｈｃ）よりも大きな磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、前記磁気マーキングの残留磁化は前記車両向けの情報を暗号化するように適合されたインフラストラクチャ。
【請求項３３】
請求項３２記載のインフラストラクチャにおいて、
少なくとも２種の異なる磁性材料が磁気マーカ中にあり、前記磁性材料の各々は異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、前記車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化されるインフラストラクチャ。
【請求項３４】
請求項３２又は３３記載のインフラストラクチャにおいて、
磁気マーカは、磁気帯の形状で実質的に連続して堆積され、
前記情報は、磁気帯の長さ方向に沿って略一定の基本区間（３１、３２）で暗号化され、これら基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有するインフラストラクチャ。
【請求項３５】
請求項３２又は３３記載のインフラストラクチャにおいて、
磁気マーカは、略一定の基本間隔で形成された不連続な磁気帯の形状で堆積され、
前記情報は、前記基本区間の各々において暗号化され、前記基本区間の各々は独自の多方向性磁界を有するインフラストラクチャ。
【請求項３６】
請求項３２から３５いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記多方向性磁界は、前記磁気帯の方向に略垂直な方向且つ同一平面内である方向に少なくとも第一成分を含むインフラストラクチャ。
【請求項３７】
請求項３２から３６いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記磁性材料の粒子は樹脂に結合されているインフラストラクチャ。
【請求項３８】
請求項３２から３７いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記磁性材料は、磁性フェライトであるインフラストラクチャ。
【請求項３９】
請求項３２から３８いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記磁性材料は、直径１０ｎｍ以上２ｍｍ以下の粉、ビーズ、又はチップの形状であるインフラストラクチャ。
【請求項４０】
請求項３２から３９いずれか記載のインフラストラクチャにおいて、
前記道路信号向けのマーキング複合体は、好ましくは水系の塗料であるインフラストラクチャ。
【請求項４１】
インフラストラクチャ上又は中に形成され車両向けの情報を暗号化するように適合された磁気マーキングを備えるインフラストラクチャ（１０）上を走行する車両（２０）であって、前記車両に搭載され、前記磁気マーキングによって生成された磁界を含む全磁界を検出し、この全磁界の対応信号を生成する複数の磁気センサと、前記対応信号のための処理ユニットとを備える検出装置を有する車両の運転補助方法であって、
ａ）複数の前記磁気センサを使用して前記全磁界を測定するステップと、
ｂ）前記処理ユニットを使用して、前記対応信号に基づき、前記磁気マーキング中に暗号化された情報を決定するステップと、
ｃ）前記処理ユニットを使用して、前記対応信号に基づき、前記車両と前記磁気マーカとの間の第一の距離を決定するステップと、
ｄ）暗号化された情報及び前記第一の距離を、前記車両の運転者とのインタフェースを形成するモジュールへ送信するステップと、を含む運転補助方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の運転補助方法において、
複数の前記磁気センサは、少なくとも３つの磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記全磁界から周囲磁界を消去するように適合された運転補助方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の運転補助方法において、
少なくとも第四の磁気センサを備え、
前記処理ユニットは、前記磁気センサからの前記対応信号に基づいて、前記周囲磁界の変化によるバイアスを考慮するように適合された運転補助方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の運転補助方法において、
前記磁気センサは、前記車両の軸に対して略垂直な第一軸（６０）上に整列される運転補助方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の運転補助方法において、
前記第一軸とは異なる第二軸に位置する少なくとも１つの補助磁気センサを備え、
前記処理ユニットが、前記車両と前記磁気帯との間の第二の距離を決定し、前記第一及び第二の距離に基づいて前記インフラストラクチャ上の移動方向に対する前記車両の方向を決定する運転補助方法。
【請求項４６】
請求項４２から４５いずれか記載の運転補助方法において、
前記磁気マーキングは道路信号向けのマーキング複合物の堆積によって形成され、１種又はそれ以上の粒子形状の磁性材料が添加され、これら粒子がその保持磁気励起磁界（Ｈｃ）よりも大きな磁界を受けたときに残留磁化を受けることができ、前記磁気マーキングの残留磁化は前記車両向けの情報を暗号化するように適合された運転補助方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の運転補助方法において、
少なくとも２種の異なる磁性材料が磁気マーカ中にあり、前記磁性材料の各々は異なる保持磁気励起磁界を有し、これにより、前記車両向けの情報が異なる安全レベルで暗号化でき、最も重要な情報が最も高い保持磁気励起磁界を有する磁性材料で暗号化される運転補助方法。
【請求項４８】
請求項４７記載の運転補助方法において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報は、前記磁気センサの各々で読み取られ前記磁気センサの各位置（ｘi）における全磁場の関数である値（Ｍｆｘｉ、Ｍｇｘｉ、Ｍｈｘｉ）を最小自乗基準で比較することを含む推定関数に基づいて、前記処理ユニットによって決定され、前記距離及び情報の推定値は前記読み取られた値に最も適する運転補助方法。
【請求項４９】
請求項４７記載の運転補助方法において、
前記第一及び第二の距離の少なくとも一方（ｄ）、並びに前記磁気帯中に暗号化された前記情報（ｃ）は、前記磁気センサの各々で読み取られる値（Ｍｆｘｉ）と、
前記読み取られる値の中央値であるＮＢと、
前記中央値から最も遠く離れた値に相当し、位置ｘＣＮにあるセンサＣＮで読み取られるＮと、
前記中央値から最も近い値に相当し、位置ｘＣＡにあるセンサＣＡで読み取られるＮＡと、に基づき、以下の数式から計算される運転補助方法。
ｄ＝（ｘＣＮ＊（ＮＡ−ＮＢ）＋ｘＣＡ＊（Ｎ−ＮＢ）／（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
ｃ＝（Ｎ＋ＮＡ−２＊ＮＢ）
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００８−５０２０４１（Ｐ２００８−５０２０４１Ａ）
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１４０２７（Ｐ２００７−５１４０２７）
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／００１３５１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０００６９０
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（５０５３５１２０１）セントレ ナシオナル デ ラ ルシェルシェ シエンティフィーク セエヌエールエス (14)
【出願人】（５０３２２００９３）ユニヴェルシテ ピエール エ マリ キュリ (6)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／００１３５１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０００６９０
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（５０５３５１２０１）セントレ ナシオナル デ ラ ルシェルシェ シエンティフィーク セエヌエールエス (14)
【出願人】（５０３２２００９３）ユニヴェルシテ ピエール エ マリ キュリ (6)
【Ｆターム（参考）】
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