JP2000074655A - Method and device for measuring road-surface roughness distribution - Google Patents

Method and device for measuring road-surface roughness distribution

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JP2000074655A
JP2000074655A JP10241993A JP24199398A JP2000074655A JP 2000074655 A JP2000074655 A JP 2000074655A JP 10241993 A JP10241993 A JP 10241993A JP 24199398 A JP24199398 A JP 24199398A JP 2000074655 A JP2000074655 A JP 2000074655A
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road surface
wave
scattered
measurement
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利彦 北野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for measuring a road-surface roughness distribution wherein the partial rough distribution of a road surface is acquired. SOLUTION: A device for measuring a road-surface roughness distribution is provided with an antenna 13 which emits a measurement wave 11 toward a road-surface 12 and receives a scattering wave which is generated when the measurement wave 11 is reflected on the roughness of the road-surface 12 and scattered, rotating means 20 and 21 which rotate the antenna 13 in the plane orthogonal in the emission direction of the measurement wave 11, a transmitting/receiving means 16 which generates and amplifies the measurement wave while amplifies the received scattered wave, a processing means 22a for processing the scattered wave amplified by the transmitting/receiving means 16, a storage means 22B which stores the result of the processing means 22A while related to the rotation angle of the antenna 13, and a parameter formation means 23a wherein the stored content in the storage means 22b is compared with a pre-set content to calculate the compared result for forming a parameter related to a road-surface roughness distribution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、道路表面の微小
な凹凸の分布状況を、マイクロ波またはミリ波からなる
偏波等の測定波を発射することにより測定する路面凹凸
分布の測定装置及び測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface unevenness distribution measuring apparatus and a measuring method for measuring the distribution of minute unevenness on a road surface by emitting a measurement wave such as a polarized wave composed of a microwave or a millimeter wave. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】道路表面の微小な凹凸(路面凹凸分布)
は、車両の安全走行に重大な影響を及ぼす。つまり、凹
凸が小さい路面ほどタイヤに対する摩擦抵抗が小さく、
滑りやすくなって走行上の安全性およびブレーキの制動
性能が低下する。また、近年では車両の安全走行のため
に種々の安全支援システムが提案されているが、この中
で、路面の滑りやすさと綿密な関係を有する路面凹凸分
布に関する情報は、必要不可欠な因子の1つである。
2. Description of the Related Art Fine unevenness on road surface (road surface unevenness distribution)
Has a significant effect on the safe driving of vehicles. In other words, the smaller the road surface, the smaller the frictional resistance to the tire,
It becomes slippery and reduces the driving safety and braking performance of the brake. In recent years, various types of safety support systems have been proposed for safe driving of vehicles. Among them, information on road surface unevenness distribution closely related to slipperiness of the road surface is one of essential factors. One.

【0003】ところで、このような路面凹凸の分布を測
定する手段の1つとして、ミリ波又はマイクロ波からな
る偏波を路面の被測定部位に発射し、前記凹凸に反射し
て散乱する散乱波のうち偏波の発射源に戻ってくる散乱
波を受信し、その強さを測定することにより凹凸の分布
状況を求める、路面凹凸の分布の測定装置及び測定方法
が知られている。
Meanwhile, as one of means for measuring the distribution of such road surface irregularities, a scattered wave which radiates a polarized wave composed of a millimeter wave or a microwave to a site to be measured on the road surface and reflects and scatters the reflected waves on the irregularities. Among them, there is known a road surface unevenness distribution measuring device and a measuring method, in which a scattered wave returning to a polarized light source is received, and the intensity of the scattered wave is measured to determine the unevenness distribution state.

【0004】図5は従来の路面凹凸分布の測定装置を示
したものである。偏波11を発射するアンテナ13は、地上
に立設された支持台14に設けられている。このアンテナ
13は、Y軸と平行な軸14aによって、偏波11の発射方向
と平行な面内、つまりアンテナ13が図面において矢印A
で示すように、Z−X平面内で回転可能に支持台14に設
けられている。
FIG. 5 shows a conventional apparatus for measuring the unevenness of the road surface. An antenna 13 that emits the polarized wave 11 is provided on a support 14 standing on the ground. This antenna
13 is in a plane parallel to the emission direction of the polarized wave 11 by an axis 14a parallel to the Y axis.
As shown by, it is provided on the support base 14 so as to be rotatable in the ZX plane.

【0005】そしてこのアンテナ13には水平方向(図5
においてY軸方向と平行方向)と垂直方向(同Z軸方向
と平行方向)に、導体からなる空中線13a,13bが張設
されていて、アンテナ13に接続された送受信部16で生
成、増幅された水平偏波及び垂直偏波がこの空中線13
a,13bから路面12に向けて発射されるようになってい
る。
The antenna 13 has a horizontal direction (FIG. 5).
The antennas 13a and 13b made of conductors extend in the direction parallel to the Y-axis direction and the direction perpendicular to the Z-axis direction (in the direction parallel to the Z-axis direction), and are generated and amplified by the transmission / reception unit 16 connected to the antenna 13. Horizontal and vertical polarizations
a and 13b are fired toward the road surface 12.

【0006】アンテナ13から路面12に向けて発射された
偏波11は路面の凹凸に反射して散乱するが、この散乱波
のうちアンテナ13に戻ってきた水平偏波及び垂直偏波の
散乱波は、それぞれ空中線13a,13bで受信される。こ
のような送受信動作は偏波11の発射方向と路面12とのな
す角θ1〜θ2の間において、アンテナ13の角度を種々
に変えて複数回行われる。
The polarized wave 11 emitted from the antenna 13 toward the road surface 12 is reflected and scattered on unevenness of the road surface. Of the scattered waves, the horizontally polarized wave and the vertically polarized scattered wave returned to the antenna 13 are reflected. Are received by the antennas 13a and 13b, respectively. Such transmission / reception operations are performed a plurality of times by changing the angle of the antenna 13 variously between the angles θ1 and θ2 between the emission direction of the polarized wave 11 and the road surface 12.

【0007】そして、アンテナ13の各角度位置において
受信された散乱波は、送受信装置16で増幅されて通信ケ
ーブル17を介して制御装置18に送られる。制御装置18で
は、増幅された散乱波を処理して、予め設定された設定
内容に基づき、一定領域における路面の凹凸の測定結果
を求める。
[0007] The scattered waves received at each angular position of the antenna 13 are amplified by the transmission / reception device 16 and sent to the control device 18 via the communication cable 17. The control device 18 processes the amplified scattered wave and obtains a measurement result of the road surface unevenness in a certain area based on the preset contents.

【0008】この場合、偏波11の発射方向と路面12との
なす角θと受信された散乱波の強度曲線を、垂直偏波と
水平偏波に対して計測し、この結果を逆推定プロセス、
例えばニューロを用いたアルゴリズムプロセスに入力
し、路面12の凹凸に関するパラメータを抽出しようとす
るものである。逆推定のニューロアルゴリズムでは、凹
凸に関するパラメータが決まると、その場合の散乱波の
強度がランダム表面における電波散乱に関するモデル式
が公知であるため(例えば、1994年ARTECKHOU
SUE社刊「Microwave Scattering and Emission Mode
ls and Their Applications」の第63頁の式2.3)、この
モデル式を用いてニューロアルゴリズムの教師データを
作成することにより、容易に逆推定が可能になる。
In this case, the angle θ between the launch direction of the polarized wave 11 and the road surface 12 and the intensity curve of the received scattered wave are measured for the vertically polarized wave and the horizontally polarized wave, and the result is subjected to an inverse estimation process. ,
For example, an input is made to an algorithm process using a neuro to extract parameters related to the unevenness of the road surface 12. In the inverse estimation neural algorithm, when a parameter relating to unevenness is determined, a model formula for radio wave scattering on a random surface is known for the intensity of the scattered wave in that case (for example, in 1994, ARTEKHOU).
"Microwave Scattering and Emission Mode" published by SUE
ls and Their Applications, page 63, Equation 2.3), and using this model equation to create training data for the neuro-algorithm, it is possible to easily perform inverse estimation.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の路面凹凸分布の測定装置及び測定方法は、アン
テナ13を図5において矢印Aの方向に所定角度回転させ
るごとに得られる散乱波の強度から路面凹凸分布を求め
ているため、アンテナ13が所定角度位置に位置している
ときに偏波11が発射される路面の基準面に対する平均的
な高低差しか求めることができない。つまり、当該路面
12の部分的な凹凸分布を求めることしかできないという
欠点がある。路面12の凹凸は、積雪や凍結、砂や砂利の
体積等によって部分的にも微妙に変化するため、路面12
の一方向のみ(この場合は図5においてX方向のみ)の
凹凸分布を求めただけでは不十分である。
However, the above-described conventional apparatus and method for measuring road surface unevenness distribution use the intensity of the scattered wave obtained every time the antenna 13 is rotated by a predetermined angle in the direction of arrow A in FIG. Since the road surface unevenness distribution is obtained, it is not possible to obtain an average height difference from the reference surface of the road surface on which the polarized wave 11 is emitted when the antenna 13 is located at the predetermined angle position. That is, the road surface
There is a disadvantage that only 12 partial unevenness distributions can be obtained. The unevenness of the road surface 12 changes slightly even partially due to snow accumulation, freezing, volume of sand or gravel, etc.
It is not sufficient to obtain the unevenness distribution in only one direction (in this case, only the X direction in FIG. 5).

【0010】この発明は上記の問題点にかんがみてなさ
れたもので、アンテナから偏波が発射される路面の部分
的な凹凸分布を求めることができる路面凹凸分布の測定
装置及び測定方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a measuring apparatus and a measuring method of a road surface unevenness distribution capable of obtaining a partial unevenness distribution of a road surface on which a polarized wave is emitted from an antenna. The purpose is to:

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の、請求項1に記載の発明は、路面凹凸分布の測定装置
において、路面に向けて測定波を発射するとともに、前
記測定波が路面の凹凸に反射して散乱する散乱波のうち
前記測定波の発射源に戻ってくる前記散乱波を受信する
アンテナと、このアンテナを前記測定波の発射方向に直
交する面内で回転させる回転手段と、前記アンテナに接
続され発射する測定波を生成及び増幅するとともに受信
した前記散乱波を増幅する送受信手段と、この送受信手
段により増幅された前記散乱波を処理する処理手段と、
この処理手段により処理された処理結果を前記アンテナ
の回転角度と関連付けて記憶する記憶手段と、この記憶
手段に記憶された内容と予め設定された設定内容とを比
較し、比較結果を演算処理して路面凹凸分布に関するパ
ラメータを形成するパラメータ形成手段とを具えている
ことを特徴とするものである。このように構成すること
により、路面の一部分に対して角度を違えて複数の測定
波が発射されるので、アンテナの回転角度位置と角測定
波ごとの散乱波の処理結果との関係から前記測定波が発
射される部分的な路面の詳細な凹凸分布を求めることが
できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring the unevenness of a road surface, wherein the measuring wave is emitted toward a road surface and the measuring wave is transmitted to the road surface. An antenna for receiving the scattered wave that returns to the emission source of the measurement wave among the scattered waves reflected and scattered by the unevenness, and a rotation unit that rotates the antenna in a plane orthogonal to the emission direction of the measurement wave And transmitting and receiving means for generating and amplifying the measurement wave to be emitted connected to the antenna and amplifying the received scattered wave, and processing means for processing the scattered wave amplified by the transmitting and receiving means,
A storage unit that stores the processing result processed by the processing unit in association with the rotation angle of the antenna, and compares the content stored in the storage unit with a preset setting content, and performs an arithmetic process on the comparison result. And a parameter forming means for forming a parameter relating to the road surface unevenness distribution. With this configuration, since a plurality of measurement waves are emitted at different angles to a part of the road surface, the measurement is performed based on the relationship between the rotation angle position of the antenna and the processing result of the scattered wave for each angle measurement wave. It is possible to obtain a detailed unevenness distribution on a partial road surface where waves are emitted.

【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記測定波は偏波であるものとして構
成したことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the measurement wave is a polarized wave.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記アンテナから発射される偏波は直
交する2種類の偏波であることを特徴とするものであ
る。このように構成することにより、公知のニューロア
ルゴリズムプロセスにより、容易に凹凸分布を求めるこ
とができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the polarized waves emitted from the antenna are two kinds of orthogonal polarized waves. With this configuration, the unevenness distribution can be easily obtained by a known neuro-algorithm process.

【0014】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
請求項3のいずれかに記載の発明において、前記アンテ
ナを前記測定波の発射方向と平行で前記路面に垂直な面
内で回転可能にする回転駆動手段を設けたことを特徴と
するものである。このように構成することにより、一定
の幅と長さを有する路面の測定領域において詳細な凹凸
の分布を得ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the antenna is rotatable in a plane parallel to the emission direction of the measurement wave and perpendicular to the road surface. The rotation driving means is provided. With this configuration, it is possible to obtain a detailed distribution of unevenness in a measurement area of a road surface having a constant width and length.

【0015】請求項5に記載の発明は、路面凹凸分布の
測定方法において、測定波の発射方向に直交する平面内
の所定の回転角度位置に位置決めしたアンテナから路面
に向けて測定波を発射する測定波の発射工程と、前記測
定波が路面の凹凸に反射して散乱する散乱波を受信する
受信工程と、受信した散乱波を処理して所定の処理結果
を求める処理工程と、前記処理結果と前記測定波を発射
するアンテナの回転角度とを関連付けて記憶する記憶工
程と、前記アンテナを前記測定波の発射方向と直角な面
内で所定角度回転させ、前記発射工程から前記記憶工程
までを繰り返すアンテナ回転工程と、前記記憶工程で記
憶された内容と予め設定された設定内容とを比較し、比
較結果を演算処理して路面凹凸分布に関するパラメータ
を形成するパラメータ形成工程とを具えていることを特
徴とするものである。このような方法により、路面の一
部分に対して角度を違えて複数の測定波を発射すること
ができるので、アンテナの回転角度位置と各測定波ごと
の散乱波の処理結果との関係から前記測定波が発射され
る部分的な路面の詳細な凹凸分布を求めることができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for measuring a road surface unevenness distribution, a measurement wave is emitted toward a road surface from an antenna positioned at a predetermined rotation angle position in a plane orthogonal to the emission direction of the measurement wave. A step of emitting a measurement wave, a step of receiving a scattered wave in which the measurement wave is reflected and scattered on unevenness of a road surface, a processing step of processing the received scattered wave to obtain a predetermined processing result, and the processing result And a storage step of storing in association with the rotation angle of the antenna that emits the measurement wave, and rotating the antenna by a predetermined angle in a plane perpendicular to the emission direction of the measurement wave, from the emission step to the storage step A parameter for forming a parameter related to road surface unevenness distribution by repeating the antenna rotation step and comparing the content stored in the storage step with the preset setting content, and calculating and processing the comparison result. And it is characterized in that it comprises a data forming process. According to such a method, a plurality of measurement waves can be emitted at different angles with respect to a part of the road surface. Therefore, the measurement is performed based on the relationship between the rotation angle position of the antenna and the processing result of the scattered wave for each measurement wave. It is possible to obtain a detailed unevenness distribution on a partial road surface where waves are emitted.

【0016】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の発明において、前記測定波は偏波であることを特徴と
するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the measurement wave is a polarized wave.

【0017】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の発明において、前記アンテナから発射される偏波は、
直交する2種類の偏波であることを特徴とするものであ
る。このように構成することにより、公知のニューロア
ルゴリズムプロセスにより、容易に凹凸分布を求めるこ
とができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the invention, the polarized wave emitted from the antenna is:
It is characterized by two types of orthogonally polarized waves. With this configuration, the unevenness distribution can be easily obtained by a known neuro-algorithm process.

【0018】請求項8に記載の発明は、請求項5ないし
7のいずれかに記載の発明において、前記アンテナを偏
波の発射方向に平行で、かつ、前記路面に垂直な面内で
回転させ、各回転角度ごとに前記発射工程から前記パラ
メータ形成工程までを繰り返して、一定領域の路面の凹
凸分布を求めることを特徴とするものである。このよう
な方法とすることにより、一定の幅と長さを有する路面
の測定領域において詳細な凹凸の分布を得ることができ
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the fifth to seventh aspects, the antenna is rotated in a plane parallel to the direction of emission of the polarized wave and perpendicular to the road surface. The process from the firing step to the parameter forming step is repeated for each rotation angle to obtain a road surface unevenness distribution in a certain area. With such a method, a detailed distribution of unevenness can be obtained in a measurement area of a road surface having a certain width and length.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面に
したがって詳細に説明する。図1はこの発明の一実施形
態にかかり、路面凹凸分布の測定装置の概略図、図2は
この実施形態における測定装置の回路ブロック図であ
る。なお、図1に示す路面凹凸分布の測定装置におい
て、従来例と同一の部材、同一箇所には同一の符号を付
して詳しい説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for measuring a road surface unevenness distribution according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit block diagram of the measuring apparatus in this embodiment. In the apparatus for measuring the road surface unevenness distribution shown in FIG. 1, the same members and the same portions as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0020】測定波である偏波11を発射するアンテナ13
は、地上に立設された支持台14に取り付けられている。
図5に示す従来の路面凹凸分布の測定装置においてアン
テナ13は、支持台14に偏波の発射方向と平行なY−Z平
面内で回転自在に取り付けられていたが、この実施形態
におけるアンテナ13は、路面12に対する偏波11のなす角
が一定角θを保持するように、支持台14に固定して取り
付けられている点で相違する。一方、この発明において
アンテナ13は、偏波11の発射方向に直交する平面内で回
転自在に取り付けられている。(アンテナ13の回転方向
を図中矢印Bで示す)。
An antenna 13 for emitting a polarized wave 11 as a measurement wave
Is mounted on a support base 14 erected on the ground.
In the conventional apparatus for measuring the unevenness of the road surface shown in FIG. 5, the antenna 13 is mounted on the support base 14 so as to be rotatable in a YZ plane parallel to the direction of emission of the polarized light. Are different in that they are fixedly mounted on the support base 14 so that the angle formed by the polarization 11 with respect to the road surface 12 maintains a constant angle θ. On the other hand, in the present invention, the antenna 13 is rotatably mounted on a plane orthogonal to the emission direction of the polarized wave 11. (The direction of rotation of the antenna 13 is indicated by an arrow B in the figure).

【0021】すなわち、アンテナ13は回転軸20を介して
送受信手段である送受信装置16に取り付けられ、ステッ
ピングモータやサーボモータのような回転駆動体21によ
って所定角度ずつ回転され、当該回転角度位置で位置決
めして固定されるようになっている。回転駆動体21の駆
動及び停止は、制御装置18から出力される指令信号に基
づいて行われる。前記した回転軸20と回転駆動体21とで
アンテナ13を偏波11の発射方向に直交する平面内で回転
させる回転手段が構成される。
That is, the antenna 13 is attached to the transmission / reception device 16 as transmission / reception means via the rotating shaft 20, and is rotated by a predetermined angle by a rotation driving body 21 such as a stepping motor or a servomotor, and positioned at the rotation angle position. It is designed to be fixed. The drive and stop of the rotary drive 21 are performed based on a command signal output from the control device 18. The rotation shaft 20 and the rotation driver 21 constitute a rotation unit that rotates the antenna 13 in a plane perpendicular to the emission direction of the polarized wave 11.

【0022】アンテナ13は、回転軸20の軸線上に焦点を
有するカセグレンアンテナで、前記焦点からアンテナ13
の半径方向に直交する2つの空中線13a,13bが張設さ
れている。この実施形態では、送受信装置16によって生
成、増幅された直交する2種類の偏波11が、空中線13
a,13bから路面12に向けて所定角度θで発射されるよ
うになっている。
The antenna 13 is a Cassegrain antenna having a focal point on the axis of the rotating shaft 20.
The two antennas 13a and 13b which are orthogonal to the radial direction are extended. In this embodiment, two orthogonal polarizations 11 generated and amplified by the transmission / reception device 16 are transmitted through the antenna 13
a and 13b are directed toward the road surface 12 at a predetermined angle θ.

【0023】前記した送受信装置16は、偏波を生成、増
幅する発射部19と、受信した電波を増幅し、ビデオ信号
として制御装置18に送信する受信部15とを有している。
符号17は、送受信装置16と制御装置18との間で各種信号
の授受を行うための通信ケーブルである。なお、発射部
19で生成される偏波としては36G・程度のミリ波または
マイクロ波、アンテナ13の出力は10mW程度のものであれ
ばよい。
The transmitting / receiving device 16 has a transmitting unit 19 for generating and amplifying a polarized wave, and a receiving unit 15 for amplifying a received radio wave and transmitting it to a control device 18 as a video signal.
Reference numeral 17 denotes a communication cable for transmitting and receiving various signals between the transmission / reception device 16 and the control device 18. The launch unit
The polarization generated at 19 may be a millimeter wave or a microwave of about 36 G ·, and the output of the antenna 13 may be about 10 mW.

【0024】制御装置18は、受信部15から送信されたビ
デオ信号の中から路面凹凸分布に反射して散乱した散乱
波のみを抽出し、この散乱波を、例えば、散乱波の強度
を表すデジタル信号に変換する処理手段としての処理部
22aと、この処理部22aによる処理結果をアンテナ13の
回転角度位置と関連付けて記憶する記憶手段としてのメ
モリ22bとからなる信号処理部22と、予め行われた学習
作業により散乱波の強度およびアンテナ13の回転角度位
置と凹凸分布との関係を多数記憶する記憶手段としての
メモリ23bと、メモリ23bに記憶された処理結果をこの
メモリ23bに予め記憶された学習内容に照らし合わせ、
従来例と同様の公知のニューロアルゴリズムプロセスを
用いて路面12の凹凸分布を予測するパラメータ形成手段
としての凹凸分布パラメータ形成部23aとを有するデー
タ処理部23とを有している。
The control unit 18 extracts only scattered waves reflected and scattered on the road surface unevenness distribution from the video signal transmitted from the receiving unit 15, and converts the scattered waves into, for example, a digital signal representing the intensity of the scattered waves. Processing unit as processing means for converting to signals
A signal processing unit 22 comprising a memory 22b as storage means for storing the processing result of the processing unit 22a in association with the rotation angle position of the antenna 13; A memory 23b as storage means for storing a large number of relationships between the rotation angle position and the unevenness distribution of 13; and comparing the processing results stored in the memory 23b with learning contents stored in advance in the memory 23b.
And a data processing unit 23 having an unevenness distribution parameter forming unit 23a as a parameter forming means for estimating the unevenness distribution of the road surface 12 using a known neuro-algorithm process similar to the conventional example.

【0025】次にこの発明の路面凹凸分布の測定方法
を、図1及び図2の路面凹凸分布の測定装置の作用とと
もに説明する。図3はこの発明の路面凹凸分布の測定方
法を説明するフロー図である。送受信装置16(図1参
照)の発射部19(図2参照)は、アンテナ13から発射す
べき偏波を生成及び増幅してアンテナ13に送る(ステッ
プS1)。アンテナ13の空中線13a,13bからは、偏波
11が路面12に向けて発射される(ステップS2)。
Next, the method for measuring the road surface unevenness distribution according to the present invention will be described together with the operation of the road surface unevenness distribution measuring apparatus shown in FIGS. FIG. 3 is a flowchart illustrating the method for measuring the road surface unevenness distribution according to the present invention. The emission unit 19 (see FIG. 2) of the transmission / reception device 16 (see FIG. 1) generates and amplifies the polarization to be emitted from the antenna 13 and sends it to the antenna 13 (step S1). Polarization from antennas 13a and 13b of antenna 13
11 is fired toward the road surface 12 (step S2).

【0026】このとき、回転駆動体21はアンテナ13を所
定の回転角度位置で保持している。送受信装置16は、偏
波11を一定時間アンテナ13へ送出した後は受信部15側へ
回路を切り換え、アンテナ13からの偏波11の発射を停止
させるとともに路面12の凹凸に反射して散乱した散乱波
のうち、アンテナ13まで戻ってきた散乱波を空中線13
a,13bで受信する(ステップS3)。
At this time, the rotation driver 21 holds the antenna 13 at a predetermined rotation angle position. After transmitting and receiving the polarized wave 11 to the antenna 13 for a certain time, the transmitting and receiving device 16 switches the circuit to the receiving unit 15 side, stops the emission of the polarized wave 11 from the antenna 13, and is reflected and scattered by the unevenness of the road surface 12 Of the scattered waves, the scattered waves that have returned to the antenna 13
a and 13b (step S3).

【0027】受信部15は、受信した電波を増幅し、ビデ
オ信号として信号処理部22に送信する(ステップS
4)。信号処理部22は、処理部22aで前記ビデオ信号の
中から路面凹凸に反射して散乱した散乱波のみを抽出
し、この散乱波を、例えば、散乱波の強度を表すデジタ
ル信号に変換し、変換した結果をアンテナ13の回転角度
位置と関連付けてメモリ22bに記憶する(ステップS
5)。
The receiving unit 15 amplifies the received radio wave and transmits it as a video signal to the signal processing unit 22 (step S).
4). The signal processing unit 22 extracts only the scattered wave reflected and scattered on the road surface unevenness from the video signal in the processing unit 22a, and converts the scattered wave into a digital signal representing the intensity of the scattered wave, for example. The result of the conversion is stored in the memory 22b in association with the rotation angle position of the antenna 13 (step S
5).

【0028】次いで、散乱波の受信終了後に制御装置18
は、回転駆動体21に指令信号を出力し、アンテナ13を所
定角度(例えば15度)だけ回転させ、当該回転角度位置
でアンテナ13を固定する(ステップS6)。この後、ス
テップS1〜S6までの作業を、アンテナ13の回転角度
が所定角度(例えば180度)に達するまで繰り返す(ス
テップS7)。
Next, after the reception of the scattered wave is completed, the control unit 18
Outputs a command signal to the rotation driver 21, rotates the antenna 13 by a predetermined angle (for example, 15 degrees), and fixes the antenna 13 at the rotation angle position (step S6). Thereafter, the operations of steps S1 to S6 are repeated until the rotation angle of the antenna 13 reaches a predetermined angle (for example, 180 degrees) (step S7).

【0029】前記した全ての作業が終了した後に、制御
装置18はメモリ22bに記憶された処理結果を、データ処
理部23のメモリ23bに予め記憶された学習内容に照らし
合わせる(ステップS8)。
After all the above operations are completed, the controller 18 compares the processing results stored in the memory 22b with the learning contents stored in the memory 23b of the data processing unit 23 (step S8).

【0030】図4は、メモリ22bに記憶された処理結果
(散乱波の強度データとアンテナ13の回転角度位置との
関係)を示すグラフである。図示するように、散乱波の
強度σのデータとアンテナ13の回転角度位置Φとは一定
の関係を有していることがわかる。凹凸分布パラメータ
形成部23aは、この照合結果からニューロアルゴリズム
プロセスを用いて路面12の凹凸分布を予測する(ステッ
プS9)。なお、メモリ23bに記憶される学習データは
ニューロアルゴリズムプロセスによる予測結果をできる
だけ正確にするために、できるだけ多数であることが望
ましい。
FIG. 4 is a graph showing the processing results (the relationship between the scattered wave intensity data and the rotation angle position of the antenna 13) stored in the memory 22b. As shown in the figure, it can be seen that the data of the intensity σ of the scattered wave and the rotation angle position Φ of the antenna 13 have a fixed relationship. The unevenness distribution parameter forming unit 23a predicts the unevenness distribution of the road surface 12 from the collation result using a neuro algorithm process (step S9). It is desirable that the learning data stored in the memory 23b be as large as possible in order to make the prediction result by the neuro-algorithm process as accurate as possible.

【0031】この発明の一実施形態について説明してき
たが、この発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記実施形態では、直交する2
つの偏波11を発射するものとして説明したが、いずれか
一方の偏波11のみを発射するものとしてもよい。また、
測定波は偏波に限らず所定の波長を有する光波であって
もよい。さらに、アンテナ13を偏波11の発射方向と平行
で、かつ、路面12に垂直な平面内で回転可能にする回転
駆動手段を設けるものとしてもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, two orthogonal
Although it has been described that one polarized wave 11 is emitted, only one of the polarized waves 11 may be emitted. Also,
The measurement wave is not limited to the polarization, and may be a light wave having a predetermined wavelength. Further, a rotation drive unit that enables the antenna 13 to rotate in a plane parallel to the emission direction of the polarized wave 11 and perpendicular to the road surface 12 may be provided.

【0032】このような構成とすることにより、アンテ
ナ13を前記平面内で所定角度ずつ回転させ、各回転角度
位置ごとに前記作業を繰り返して路面12の部分的な凹凸
分布を求めて、ある程度の幅と長さを有する路面12の一
定領域における詳細な凹凸分布を得ることができるよう
になる。
With such a configuration, the antenna 13 is rotated by a predetermined angle in the plane, and the above operation is repeated for each rotation angle position to obtain a partial unevenness distribution on the road surface 12. It is possible to obtain a detailed uneven distribution in a certain area of the road surface 12 having a width and a length.

【0033】[0033]

【発明の効果】この発明は上記のように構成されている
ので、測定波が発射された路面の部分的な凹凸分布を求
めることができて、積雪や凍結、砂や砂利の体積等によ
る路面の部分的な変化にも充分対応することが可能にな
り、また、アンテナを測定波の発射方向と平行で、か
つ、前記路面に垂直な平面内で回転自在にする回転駆動
手段を設けることにより、部分的な凹凸分布の外に一定
の幅と長さを有する領域内における詳細な路面凹凸分布
を得ることができるという効果がある。
Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain a partial unevenness distribution on the road surface from which the measurement wave is emitted, and it is possible to obtain the road surface due to snow, freezing, volume of sand and gravel, and the like. It is also possible to sufficiently cope with a partial change of the antenna, and by providing a rotation drive means that makes the antenna rotatable in a plane parallel to the emission direction of the measurement wave and perpendicular to the road surface. In addition, there is an effect that a detailed road surface unevenness distribution can be obtained in a region having a certain width and length in addition to the partial unevenness distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態の路面凹凸分布の測定時の
状態を示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a state at the time of measuring a road surface unevenness distribution according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施形態の回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施形態の路面凹凸分布の測定時に
おけるフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart at the time of measuring a road surface unevenness distribution according to the embodiment of the present invention.

【図4】同上のメモリに記憶された散乱波の強度データ
とアンテナの回転角度位置との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between intensity data of scattered waves stored in the memory and a rotation angle position of the antenna.

【図5】この発明と同種の従来の路面凹凸分布の測定装
置の1例の概略斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view of one example of a conventional road surface unevenness distribution measuring device of the same type as the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 測定波(偏波) 12 路面 13 アンテナ 13a,13b 空中線 14 支持台 15 受信部 17 通信ケーブル 18 制御装置 20 回転軸 21 回転駆動体 22 信号処理部 22a 処理部 22b メモリ 23 データ処理部 23a 凹凸分布パラメータ形成部 23b メモリ 11 Measurement wave (Polarized wave) 12 Road surface 13 Antenna 13a, 13b Antenna 14 Support 15 Receiver 17 Communication cable 18 Controller 20 Rotary shaft 21 Rotary driver 22 Signal processor 22a Processor 22b Memory 23 Data processor 23a Roughness distribution Parameter formation unit 23b Memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01S 13/88 G01S 13/88 Z Fターム(参考) 2F067 AA45 CC10 EE04 GG09 HH02 JJ02 KK08 LL02 MM02 NN07 NN08 QQ08 RR00 RR12 RR30 RR44 UU36 2F069 AA60 BB24 DD19 GG04 GG08 GG58 GG63 GG72 GG73 JJ10 JJ26 NN00 NN08 NN13 5J070 AA01 AA14 AC12 AD01 AD05 AD15 AE07 AF01 AH20 AJ13 AK22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01S 13/88 G01S 13/88 Z F-term (Reference) 2F067 AA45 CC10 EE04 GG09 HH02 JJ02 KK08 LL02 MM02 NN07 NN08 QQ08 RR00 RR12 RR30 RR44 UU36 2F069 AA60 BB24 DD19 GG04 GG08 GG58 GG63 GG72 GG73 JJ10 JJ26 NN00 NN08 NN13 5J070 AA01 AA14 AC12 AD01 AD05 AD15 AE07 AF01 AH20 AJ13 AK22

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 路面に向けて測定波を発射するととも
に、前記測定波が路面の凹凸に反射して散乱する散乱波
のうち前記測定波の発射源に戻ってくる前記散乱波を受
信するアンテナと、このアンテナを前記測定波の発射方
向に直交する面内で回転させる回転手段と、前記アンテ
ナに接続され発射する測定波を生成および増幅するとと
もに受信した前記散乱波を増幅する送受信手段と、この
送受信手段により増幅された前記散乱波を処理する処理
手段と、この処理手段により処理された処理結果を前記
アンテナの回転角度と関連付けて記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された内容と予め設定された設定内
容とを比較し、比較結果を演算処理して路面凹凸分布に
関するパラメータを形成するパラメータ形成手段とを具
えていることを特徴とする路面凹凸分布の測定装置。
An antenna that emits a measurement wave toward a road surface and receives the scattered wave that returns to the emission source of the measurement wave among the scattered waves that are reflected and scattered by the measurement wave on the road surface. Rotating means for rotating the antenna in a plane orthogonal to the emission direction of the measurement wave, transmission and reception means for generating and amplifying the measurement wave to be emitted connected to the antenna and amplifying the received scattered wave, Processing means for processing the scattered wave amplified by the transmitting and receiving means, and storage means for storing the processing result processed by the processing means in association with the rotation angle of the antenna,
Road surface unevenness, comprising: comparing the content stored in the storage means with a preset setting content; and performing arithmetic processing on the comparison result to form a parameter relating to the road surface unevenness distribution. Distribution measuring device.
【請求項2】 前記測定波は偏波であることを特徴とす
る請求項1に記載の路面凹凸分布の測定装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the measurement wave is a polarized wave.
【請求項3】 前記アンテナから発射される偏波は、直
交する2種類の偏波であることを特徴とする請求項1に
記載の路面凹凸分布の測定装置。
3. The road surface unevenness distribution measuring apparatus according to claim 1, wherein the polarized waves emitted from the antenna are two kinds of orthogonal polarized waves.
【請求項4】 前記アンテナを前記測定波の発射方向と
平行で、前記路面に垂直な面内で回転自在にする回転駆
動手段を有することを特徴とする請求項1ないし請求項
3のいずれかに記載の路面凹凸分布の測定装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising: a rotation drive unit that makes the antenna rotatable in a plane parallel to the emission direction of the measurement wave and perpendicular to the road surface. The measuring device for road surface unevenness distribution according to any one of the above.
【請求項5】 測定波の発射方向に直交する平面内の所
定の回転角度位置に位置決めしたアンテナから路面に向
けて測定波を発射する測定波の発射工程と、前記測定波
が路面の凹凸に反射して散乱する散乱波を受信する受信
工程と、受信した前記散乱波を処理して所定の処理結果
を求める処理工程と、前記処理結果と前記アンテナの回
転角度位置とを関連付けて記憶する記憶工程と、前記ア
ンテナを前記測定波の発射方向と直角な平面内で所定角
度回転させ、当該回転角度位置で前記発射工程から前記
記憶工程までを繰り返すアンテナ回転工程と、前記記憶
工程で記憶された内容と予め設定された設定内容とを照
合し、照合結果を演算処理して路面凹凸分布に関するパ
ラメータを形成するパラメータ形成工程とを具えている
ことを特徴とする路面凹凸分布の測定方法。
5. A step of emitting a measurement wave from an antenna positioned at a predetermined rotation angle position in a plane orthogonal to the emission direction of the measurement wave toward a road surface, and A receiving step of receiving a scattered wave that is reflected and scattered; a processing step of processing the received scattered wave to obtain a predetermined processing result; and storing the processing result and the rotation angle position of the antenna in association with each other. And an antenna rotating step of rotating the antenna by a predetermined angle in a plane perpendicular to the emission direction of the measurement wave, repeating the emission step to the storage step at the rotation angle position, and stored in the storage step. A parameter forming step of comparing the content with a preset setting content, and performing an arithmetic processing on the matching result to form a parameter relating to the road surface unevenness distribution. Measurement method of surface unevenness distribution.
【請求項6】 前記測定波は偏波であることを特徴とす
る請求項5記載の路面凹凸分布の測定方法。
6. The method according to claim 5, wherein the measurement wave is a polarized wave.
【請求項7】 前記アンテナから発射される偏波は、直
交する2種類の偏波であることを特徴とする請求項6に
記載の路面凹凸分布の測定装置。
7. The road surface unevenness distribution measuring apparatus according to claim 6, wherein the polarized waves emitted from the antenna are two kinds of orthogonal polarized waves.
【請求項8】 前記アンテナを偏波の発射方向に平行
で、かつ、前記路面に垂直な平面内で回転させ、核回転
角度ごとに前記発射工程から前記パラメータ形成工程ま
でを繰り返して一定領域の路面の凹凸分布を求めること
を特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれかに記載
の路面凹凸分布の測定方法。
8. The antenna is rotated in a plane parallel to the direction of emission of polarized waves and perpendicular to the road surface, and the process from the launching step to the parameter forming step is repeated for each nuclear rotation angle so as to form a fixed area. The method for measuring a road surface unevenness distribution according to any one of claims 5 to 7, wherein a road surface unevenness distribution is obtained.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002269672A (en) * 2001-03-06 2002-09-20 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit Road surface situation grasping system
JP2012117891A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Sensor detection value display system
JP2013011454A (en) * 2011-06-28 2013-01-17 Nissan Motor Co Ltd Apparatus and method for detecting road surface unevenness

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