JP2004162388A - Evaluation method for surface plan of road - Google Patents

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JP2004162388A JP2002329819A JP2002329819A JP2004162388A JP 2004162388 A JP2004162388 A JP 2004162388A JP 2002329819 A JP2002329819 A JP 2002329819A JP 2002329819 A JP2002329819 A JP 2002329819A JP 2004162388 A JP2004162388 A JP 2004162388A
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Toshihiko Fukuhara
Hisayoshi Sato
▲壽▼芳 佐藤
敏彦 福原
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Hisayoshi Sato
Sunway:Kk
佐藤 ▼壽▲芳
株式会社 サンウェイ
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method for the surface plan of a road capable of accurately uniforming a designed plan of the road surface of the road by an objective property. <P>SOLUTION: Three dimensional profile of the surface of the present road, rotational angle data of a handle and video data in the front visual field can be obtained. Standard force perception value received by a driver's seat can be obtained on the assumption that a standard vehicle travels on the present road at a predetermined speed. Driving force perception value received by the driver's seat as standard road data and sensual data can be obtained on the assumption that the standard vehicle travels on the present road by using a virtual operation testing device. Based on this data, the road surface plan is executed. For the planned road, planned force perception value received by the driver's seat can be obtained on the assumption that the standard vehicle travels at a predetermined speed. The planned driving force perception value received by the driver's seat as the planned road data and the sensual data can be obtained on the assumption that the standard vehicle travels on the planned road by using the virtual operation testing device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、道路の路面の設計について、これを客観的に評価するための道路路面計画の評価方法に関する。 The present invention is, for road design road, method for evaluating road surface plans to assess this objectively.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来、道路路面計画については、路面設計の計画者や、設計依頼者すなわち道路の管理者等の経験則に基づく間隔によって評価されており、客観的な評価基準に基づいて行われるものではなかった。 Conventionally, for the road surface plans, and planners of road design, are evaluated by the interval based on empirical rules such as the administrator of the design requester That road, it was not carried out on the basis of objective evaluation criteria . そのために、道路の路面が、主観的にしかも道路を作る側の立場でのみ評価されており、道路を使う側の立場での評価が行われてこなかった。 To that end, the road of the road surface is, has been evaluated only in a subjective yet stand on the side to make a road, evaluation of in the position of the side that use the road has not been carried out. そのため、道路利用者の希望が道路の路面計画に的確に反映されないという問題があり、また客観的な評価ではないため、評価にバラツキが出るという問題がある。 Therefore, there is a problem that hope of road users does not reflect accurately on the road surface plan of the road, also because it is not an objective assessment, there is a problem that the variation comes into evaluation. 特に、道路の用途に応じた的確な評価が行われ難いと言う問題があった。 Particularly, accurate evaluation in accordance with the road applications there is a problem that the hardly performed.
【0003】 [0003]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、道路の路面の設計計画について、客観的な特性によって信頼性のよい評価を行うことができる道路路面計画の評価方法を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, aims to provide the design plan of the road of the road surface, the method for evaluating road surface plan can perform good reliability evaluation by objective characteristics to.
【0004】 [0004]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために上記請求項1の発明の構成上の特徴は、現状道路の路面の縦方向のプロファイルを縦断プロファイル測定手段により求め、現状道路の路面の横方向のプロファイルを現状道路の縦方向の所定間隔毎に横断プロファイル測定手段により求め、縦断プロファイル及び横断プロファイルデータに基づいてプロファイル演算手段により三次元プロファイルを求め、さらに測定車両により現状道路を予め規定した標準速度で走行したときのハンドル回転角度である標準回転角度データを回転角度検出手段により求め、また測定車両により現状道路を標準速度で走行したときの前方の視野を映写装置により映して映写データとする道路データ取得手順と、三次元プロファイルデータ、標準回転角度データ及び路面の特性に関する , The feature in construction of the invention of the claim 1 in order to achieve the above object, the current road determined by longitudinal profile measuring means longitudinal profile of the road surface, the current road lateral profile the current road of the road surface determined by the vertical direction of the transverse profile measuring means at predetermined intervals, obtains a three-dimensional profile by the profile calculating means based on the longitudinal profile and the transverse profile data, when traveling at standard speeds that define current road in advance by further measuring vehicle determined by the rotation angle detecting means standard rotational angle data is a handle rotation angle, also the road data acquisition procedures that projection data reflects the projection apparatus in front of the field of view when traveling along current road at standard speed by measuring the vehicle, three-dimensional profile data about the characteristics of the standard rotational angle data and the road 路データに基づいて、標準車両が現状道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける標準力覚値を力覚値演算手段により求める標準力覚値取得手順と、運転席と、運転者により操作されるハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルとを床面上に設けた運転装置部と、入力された力覚値に応じて運転席に三次元の振動を与える振動装置と、ハンドルの運転回転角度を検出する運転回転角度検出手段と、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて運転装置部の速度を算出する速度演算手段と、運転席の前方に広げられた広角度のスクリーンと、スクリーンに映像を映すプロジェクタと、映写データに基づいてプロジェクタに映像入力を送る映像再生装置とを備えた仮想運転試験装置を用い、速度データと Based on the road data, on the assumption that the standard vehicle travels the current road at standard speed, and the standard force objective value acquisition step for obtaining a standard force objective value received at the driver's seat of a standard vehicle by ChikaraSatoshichi calculating means, operating and seats, steering wheel operated by a driver, and a driving device portion provided with an accelerator pedal and the brake pedal on the floor, and a vibration device for vibrating the three-dimensional to the driver's seat in accordance with the input force value the working rotational and angle detecting means, and speed calculating means for calculating a speed of the driving device portion in accordance with the depression amount of the accelerator pedal and the brake pedal, wide angle widened in front of the driver's seat for detecting operating rotational angle of the steering wheel and the screen, using a projector view the picture on the screen, the virtual operation test apparatus and a video reproducing apparatus to send the video input to the projector on the basis of the projection data, and velocity data 標準回転角度データと運転回転角度データの回転角度差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、運転装置部における運転者の運転操作により、標準車両が現状道路を走行したと想定して、速度データ、運転回転角度データ及び道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して運転力覚値データとし、運転力覚値データにより振動装置を駆動させると共に官能検知手段により運転者が感じる官能データを求める標準路面データ取得手順と、標準力覚値取得手順で得られた標準力覚値データと、標準路面データ取得手順で得られた運転力覚値データ及び官能データとにより標準路面を所定の程度に改善された計画道路を作成する路面計 Based on the standard rotational angle data and rotational angle difference between the working rotational angle data, and controls the deflection of the left and right video reproduction speed and image of the image reproducing apparatus by the image reproduction control means, of the driver in the operation system unit driving operation Accordingly, assuming a standard vehicle travels the current road, velocity data, based on the operating angle of rotation data and road data, by calculating drive control means, calculates the ChikaraSatoshichi received at the driver's seat of a standard vehicle operation and ChikaraSatoshichi data, and the standard road data acquisition procedure for obtaining the functional data felt by the driver by a sensory detection means with driving the vibration device by the operation force objective value data, standard force obtained with a standard force objective value acquisition procedure and value data, road meter to create a plan road standard road was improved to the extent prescribed by the operating force objective value data and functional data obtained with the standard road data acquisition procedure 画手順と、標準車両が、計画道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける計画力覚値を力覚値演算手段により求める計画力覚値取得手順と、仮想運転試験装置を用いて、速度データと標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、標準車両が計画道路を走行したと想定して、速度データと運転回転角度データと道路データとに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して計画運転力覚値データとすると共に、計画運転力覚値データにより振動装置を駆動させると共に官能検知手段により運転者が感じる計画官能データを求める計画路面データ取得手順とからなることにある。 And image procedures, the standard vehicle, assuming the vehicle has traveled planned road at standard speed, the planned power objective value acquisition procedure determined by ChikaraSatoshichi calculating means plans force objective values ​​received at the driver's seat of a standard vehicle, the virtual operation using the test device, based on the velocity data and the standard rotational angle data and the difference between the working rotational angle data, and controls the deflection of the left and right video reproduction speed and image of the image reproducing apparatus by the image reproduction control means, the standard vehicle There is assumed to have travel plans road, based on the velocity data and the working rotational angle data and road data, by computing the drive control means, plan operation force by calculating ChikaraSatoshichi received at a driver's seat of a standard vehicle with the value data, the functional detection means with driving the vibration device by planning the operation force objective value data is to consist of a planned road data acquisition procedure for obtaining the planning functional data felt by the driver.
【0005】 [0005]
上記のように構成した請求項1の発明においては、まず道路データ取得手順として、縦断プロファイル測定手段により現状道路の縦方向のプロファイルを求め、横断プロファイル測定手段により現状道路の横方向のプロファイルを現状道路の縦方向の所定間隔毎に求め、縦断プロファイル及び横断プロファイルデータに基づいてプロファイル演算手段により三次元プロファイルが求められる。 In the invention of claim 1 constructed as described above, first, as the road data acquisition procedure, determine the longitudinal profile of the current road by longitudinal profile measurement means, current lateral profile of the current road by transverse profile measuring means longitudinal found for each predetermined distance of the road, the three-dimensional profiles by the profile calculating means based on the longitudinal profile and the transverse profile data is determined. さらに、測定車両により現状道路を標準速度で走行したときの、運転者により操作されたハンドルの回転角度である標準回転角度データが回転角度検出手段により求められ、また映写装置により測定車両が現状道路を標準速度で走行したときの前方の視野である映写データが求められる。 Further, when the traveling situation road at standard speed by measuring the vehicle, the standard rotational angle data which is a rotation angle of the steering wheel operated by the driver is determined by the rotation angle detecting means and the measurement vehicle is currently road by projecting device the projection data is ahead of the field of view of when traveling at standard speed is obtained. つぎに、標準力覚値取得手順として、三次元プロファイルデータと、ハンドルの標準回転角度データと、路面の材質,構造すべり摩擦係数等道路の特性を示す道路データとに基づいて、標準車両が、現状道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける力覚値である標準力覚値が力覚値演算手段により求められる。 Next, as a standard force objective value acquisition procedure, and a three-dimensional profile data, and the standard rotation angle data of the steering wheel, the material of the road surface, based on the road data indicating the characteristics of the structure of sliding friction coefficient roads, standard vehicle, assuming the vehicle has traveled the situation road at standard speed, the standard force objective value is ChikaraSatoshichi received by the driver's seat of a standard vehicle is determined by ChikaraSatoshichi calculating means.
【0006】 [0006]
つぎに、標準路面データ取得手順においては、仮想運転試験装置が用いられ、標準車両が現状道路を走行すると想定して、運転装置部の運転席に座った運転者が、映像再生装置からの映像入力によりプロジェクタによってスクリーンに映された映像視野を見ながら、ハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルを操作して仮想の運転動作を開始する。 Next, in a standard road data acquisition procedure, the virtual running test device is used, assuming a standard vehicle travels through the current road, the driver sitting in the driver's seat of the driver device unit, a video from the video playback apparatus while watching the video field of view projected on the screen by the projector by an input handle, it starts a virtual driving operation by operating the accelerator pedal and the brake pedal. これにより、運転回転角度検出手段によりハンドルの運転回転角度が検出され、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて速度演算手段により標準車両の速度が算出される。 This detects the operation angle of rotation of the steering wheel by the driver rotation angle detecting means, the speed of the standard vehicle is calculated by the speed calculating means in accordance with the depression amount of the accelerator pedal and the brake pedal. この速度データと、標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れが制御される。 And the velocity data, on the basis of the standard rotational angle data and the difference between the working rotational angle data, rocking in the right and left video reproduction speed and image of the image reproducing apparatus by the image reproduction control means is controlled. これにより、車両の移動に応じた視野の変化が適正にスクリーンに再現される。 Thus, changes in the field according to the movement of the vehicle is reproduced properly on the screen. また、速度データとハンドルの運転回転角度データと道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両が三次元プロファイルの道路を走行したと想定して、運転力覚値データが得られ、この運転力覚値データにより振動装置が駆動される。 Further, based on the operating angle of rotation data and road data of the velocity data and the handle, by calculating drive control means, on the assumption that the standard vehicle travels on a road of a three-dimensional profile, the operating force objective value data is obtained, this vibration device is driven by a driving force objective value data. これによる運転席の振動に応じて、官能検知手段により、運転者の体温、脈拍等の官能データが得られる。 Depending on the vibration of the driver's seat by this, the functional detection means, body temperature of the driver, the functional data of the pulse or the like is obtained.
【0007】 [0007]
路面計画手順においては、標準力覚値取得手順で得られた標準力覚値データと、標準路面データ取得手順で得られた運転力覚値データと官能データとに基づいて、路面設計者が、評価路面の状態を判断して、評価路面を所定の程度に改善した計画道路を設計することができる。 In road planning procedure, and the standard force objective value data obtained in a standard force objective value acquisition procedure, on the basis of the operating force objective value data and functional data obtained with the standard road data acquisition procedure, road designer, to determine the state of the evaluation road surface, it is possible to design a plan roads with improved evaluation road surface a predetermined degree. つぎに、この計画道路について、計画力覚値取得手順及び計画路面データ取得手順により評価される。 Next, this plan road is evaluated by planned force objective value acquisition procedure and plan the road data acquisition procedure. 計画力覚値取得手順においては、標準車両が、計画道路を標準速度で走行したと想定して、力覚値演算手段により標準車両の運転席で受ける計画力覚値が求められる。 The plan force objective value acquisition procedure, standard vehicle, assuming the vehicle has traveled planned road at standard speed, plan force objective value is determined to undergo in the driver's seat of a standard vehicle by ChikaraSatoshichi computing means.
【0008】 [0008]
つづいて、計画路面データ取得手順においては、仮想運転試験装置を用いて、標準車両が計画道路を走行したと想定して、速度データと、標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れが制御され、速度データと運転回転角度データと道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両が計画道路を走行したと想定して、力覚値が演算されて計画運転力覚値データとされる。 Subsequently, in the planning road data acquisition procedure, using the virtual operation test device, assuming a standard vehicle travels planned road, the basis of the speed data, the the standard rotational angle data and the difference between the working rotational angle data Te is shake control to the left and right video reproduction speed and image of the image reproducing apparatus by the image reproduction control means, on the basis of the speed data and the working rotational angle data and road data, by computing the drive control means, the standard vehicle planned road assuming that traveling, ChikaraSatoshichi is planned driving force objective value data is computed. この計画運転力覚値データにより、振動装置が駆動されると共にそれにより運転者が感じる計画官能データが求められる。 The planning operation force objective value data, plan functional data whereby the driver feels with vibration device is driven is determined. これら、計画運転力覚値データ、計画官能データとにより、計画道路の評価が行われ、評価が不十分なときは、路面計画が再度行われ、計画力覚値取得手順と、計画路面データ取得手順が行われる。 These plans operating force objective value data, by a plan sensory data, evaluation of the planned road is performed, when evaluation is insufficient, road planning is performed again, and the planned power objective value acquisition procedure, planned road data acquisition procedure is performed. この手順の繰り返しにより、客観的データに基づいて計画道路の適正な評価が得られる。 By repeating the procedure, it can be obtained the proper evaluation of the plan road on the basis of objective data.
【0009】 [0009]
また、上記請求項2の発明の構成上の特徴は、前記請求項1に記載の道路路面計画の評価方法において、路面縦断プロファイル測定手段による測定方法が、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を同一直線方向に合わせて円盤状の第1ローラ、第2ローラ及び第3ローラを配設し、第1及び第2ローラの各回転軸に取り付けられて第1及び第2ローラを回転自在に連結する第1連結棒と、第2及び第3ローラの各回転軸に取り付けられて第2及び第3ローラを回転自在に連結する第2連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第1連結棒と第2連結棒が互いに真直な状態から回動したときの変位角度を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックを用い、測定ブロックを測定車両に連結部材によって路面に向けて The feature in construction of the invention described in claim 2 is the method for evaluating road surface plans according to claim 1, the measuring method according to the road longitudinal profile measuring means, cutlet at a predetermined distance in a straight line a disk-shaped first roller direction of rotation in accordance with the same straight line direction, the second roller and the third roller is disposed, rotating the first and second rollers mounted on respective rotation axes of the first and second rollers a first connecting rod which rotatably connected, a second connecting rod for rotatably coupling the second and third rollers mounted to the rotation shaft of the second and third rollers, the distance measuring the moving distance of the roller measuring means, using the first connecting rod and the measurement block to which the second connecting rod formed by providing the angle detecting means for detecting a displacement angle when rotated from each other straight state, the coupling member measured block the measuring vehicle toward the road surface by 勢するように弾性的に取付け、第1及び第2連結棒が真直状態での第1ローラ及び第3ローラの中心間寸法を基準距離として、基準距離を複数点に分割した複数の計測位置を決め、測定ブロックが路面の縦方向に基準距離を通るときに進行方向先頭のローラが計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第1及び第2連結棒のなす変位角度を角度検出手段により検出し、角度検出手段による変位角度検出値と測定ブロックが直前の計測位置に在るときの測定ブロックにおける各計測位置での既知の高さデータとに基づいてフィルタ演算手法を用いて各計測位置での路面の高さデータを算出することにより基準距離の単位路面プロファイルを求め、路面の縦方向全体にわたって連続した単位路面プロファイルを集積することにより行われる Mounted resiliently to energize, the center-to-center dimension of the first roller and the third roller in the first and second connecting rods straight state as the reference distance, a plurality of measurement positions obtained by dividing the reference distance to a plurality of points determined, proceeds every time the direction the head of the roller successively reaches the measurement position, the eggplant displacement angle of the first and second connecting rod angle detected by the measuring position when the measuring block passes through the reference distance in the longitudinal direction of the road surface detected by means, each using a filter calculation method based on the known height data at each measurement position in the measurement block when the displacement angle value detected by the angle detecting means and the measuring block is in the measurement position of the immediately preceding is carried out by seeking unit road profile of the reference distance, the integration of the unit road profile continuous throughout the longitudinal direction of the road by calculating the height data of the road surface at the measurement position とにある。 In the door.
【0010】 [0010]
上記のように構成した請求項2の発明においては、測定ブロックは、起点からスタートして路面の縦方向に基準距離に相当する距離を通る。 In the invention of claim 2 constructed as described above, the measurement block, through a distance corresponding to the reference distance starting from the starting point in the longitudinal direction of the road surface. その際、先頭のローラが基準距離内の予め決められた各計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第1連結棒及び第2連結棒のなす変位角度が角度検出手段により検出される。 At that time, each time the head of the roller successively reaches the respective measurement positions a predetermined point in the reference distance, makes displacement angle of the first connecting rod and the second connecting rod is detected by the angle detection means at each measurement position that. この角度検出手段による検出値と、この角度検出位置の直前の計測位置での測定ブロックにおける各計測位置の既知の高さデータとに基づいて、フィルタ演算手法を用いることにより順次各計測位置での高さデータを算出することができる。 A value detected by the angle detection means, based on the known height data of each measurement position in the measurement block at the measurement position immediately before the angular position detection of the sequence at each measurement position by the use of a filter operation method height data can be calculated. 各計測位置での算出データを合せることにより、基準距離内の路面のプロファイルを、短いピッチの各計測位置毎に精密に得ることができる。 By matching the calculated data at each measurement position, the road profile in the reference distance can be obtained precisely for each measurement position of the short pitch. このように得られた基準距離における単位路面プロファイルを路面の縦方向全体にわたって連続して集積することにより、路面全体の精密な縦断プロファイルを得ることができる。 Thus the unit road profile at the reference distance obtained was by integrating continuously throughout the longitudinal direction of the road surface, it is possible to obtain a precise vertical profiles of the entire road surface.
【0011】 [0011]
また、上記請求項3の発明の構成上の特徴は、前記請求項2に記載の道路路面計画の評価方法において、フィルタ演算手法が、無限インパルス応答フィルタ演算法であることにある。 The feature in construction of the invention described in claim 3 is the method of evaluating road surface plans according to claim 2, the filter calculation method is in that it is an infinite impulse response filter operation method. このように、フィルタ演算手法として、無限インパルス応答フィルタ演算法を用いることにより、路面縦断プロファイル演算式を求めることができ、この演算式により、基準距離を複数の区分に細分し、各計測位置での精度のよい高さデータを、変位角度と直前の計測位置での測定ブロックの各計測位置の既知の高さデータから求めることができる。 Thus, as a filter operation method, by using an infinite impulse response filter operation method, it is possible to obtain the road longitudinal profile calculating equation, this calculation formula, the reference distance is subdivided into a plurality of sections, at each measurement position accurate height data can be obtained from the known height data of each measurement position of the measuring block at the measurement position of the displacement angle and the previous.
【0012】 [0012]
また、上記請求項4の発明の構成上の特徴は、前記請求項1から3のいずれか1項に記載の道路路面計画の評価方法において、路面横断プロファイル測定手段による測定方法が、測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた2箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた2つの光源を用いて、光源からの光線を路面の横方向に移動させ、濃淡画像濃度マッチング法に基づいて2つの光源からの光線の路面上での交叉位置を決めると共に各交叉位置での各光源からの光線と両光源間を結ぶ線とのなす内角度である各光線角度を求め、光源間の距離と各光線角度とから各交叉位置の横及び高さのデータを算出することにより行われることにある。 Further, on the configuration of the invention described in claim 4, wherein, in the method for evaluating road surface planning according to any one of 3 claims 1, measurement method according to the road crossing profile measuring means, the measuring vehicle at the front or back, with lateral two light sources mounted to be rotatable about the longitudinal direction of the road at a predetermined distance apart two positions, the light beam from the light source is moved in the lateral direction of the road surface each is formed within the angle between the ray and the line connecting between the light source from the light sources at each crossing position with determining the crossing position on the road surface of the light rays from the two light sources based on the grayscale image density matching method seeking ray angles is to be done by calculating the data of the horizontal and height of each crossing position from the distance and the ray angle between the light source.
【0013】 [0013]
上記のように構成した請求項4の発明においては、測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた2箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた2つの光源を用い、濃淡画像濃度マッチング法に基づいて2つの光源からの光線の路面上での交叉位置を求めつつ光源を横方向に移動させ、各交叉位置での各光源の光線と各光源間を結ぶ線とのなす角度である光線角度が求められる。 In the invention of claim 4 constructed as described above, in front or rear of the measuring vehicle, around the longitudinal direction of the road at a predetermined distance apart two positions transverse pivotally mounted two using a light source to move the light source while seeking crossover position on the road surface of the light rays from the two light sources based on the grayscale image density matching technique in the transverse direction, between light and the light sources of each light source at each crossing position the angle at which light angle between the line connecting is required. そして、光源間の距離と各光源の光線角度とから各交叉位置の横及び高さの座標が簡単に算出される。 Then, lateral and height coordinates of the crossing position from the distance and the ray angle of each light source between the light source is easily calculated.
【0014】 [0014]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter will be described with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention.
本実施形態の道路路面計画の評価方法は、I. Evaluation method of road surface plan of the present embodiment is, I. 道路路面の3次元のプロファイル、運転者の視野、運転によるハンドル角度を求める第1段階、II. 3D profile of road surface, the driver's field of view, the first step of determining a steering wheel angle by the driver, II. 測定されたプロファイル用いて現状の路面の状態を評価する第2段階、III. The second step of evaluating the state of the current road surface with the measured profile, III. 現状の路面についての評価に基づいて新たに路面を計画し、計画した路面を評価する第3段階、に分けられており、これらを順次行うことにより実施される。 Based on the evaluation of the current state of the road surface newly planned road, third step of assessing the planned road are divided into, carried out by performing these sequential. 以下、第1〜第3段階について順次説明する。 It is described below in sequence first to third stages.
【0015】 [0015]
I. I. 第1段階第1段階は、(1)路面の縦断プロファイルPvを求める段階、(2)路面の横断プロファイルPhを求める段階、(3)規定の車両で路面を一定速度で走行したときの、ハンドルの回転角Hを求めると共に、運転者の前面視野に相当する映像データを求める段階、が含まれる。 The first stage first stage (1) determining a longitudinal profile Pv road, (2) determining a transverse profile Ph road, when the traveling road surface at a constant speed (3) provision of a vehicle, the handle with determination of the rotation angle H, determining a video data corresponding to the front visual field of the driver, it is included. これら3段階については、通常は、1台の測定車両により同時に行われるが、各段階で別個に行うことも可能である。 These three stages, usually is carried out simultaneously by a single measurement vehicle, it is also possible to separately carry out at each stage. 以下、各段階について説明する。 The following describes each stage.
【0016】 [0016]
(1)路面の縦断プロファイルを求める段階(I−1段階) (1) determining a longitudinal profile of the road surface (I-1 stage)
図1は、測定車両Mに、道路の路面Dの縦断方向のプロファイルPvを計測するために用いる3台の測定ブロック10A,10B,10Cを並列に取り付けた状態を模式図により平面視で表したものであり、図2及び図3は、測定ブロック10A,10B,10Cの概略構成を正面図及び平面図により示したものである。 1, the measurement vehicle M, expressed in a plan view by schematic longitudinal direction of the profile Pv 3 units of measurement blocks 10A used for measuring, 10B, a state in which the 10C mounted on parallel road D road are those, 2 and 3, the measurement block 10A, 10B, a schematic configuration of 10C illustrates a front view and a plan view.
【0017】 [0017]
測定ブロック10A,10B,10Cは、測定車両Mの後側にて、通常の車両の左右両輪の間隔にほぼ等しい2mの距離において1mずつ離して配置される。 Measurement block 10A, 10B, 10C, at the rear side of the measuring vehicle M, are spaced apart by 1m at a distance of approximately equal 2m to the spacing of the left and right wheels of the normal vehicle. 測定ブロック10A(10B,10Cについても同様である)は、図2に示すように、進行方向(図示矢印方向)に向って後中前の3個の円盤形の第1、第2及び第3ローラ11,12,13を有している。 Measurement block 10A (10B, the same is true 10C), as shown in FIG. 2, the traveling direction (arrow direction) the first three disc-shaped rear central front towards the second and third and a roller 11, 12 and 13. 各ローラ11,12,13は、硬質のゴムあるいはプラスチック製であって、同一直線上に回転方向を同一直線方向に合わせて配列されている。 Each roller 11, 12, 13, a rubber or plastic rigid, are arranged the rotational direction in accordance with the same straight line direction on the same straight line. 第1、第2及び第3ローラ11,12,13の外径は、本実施形態では100mmφになっている。 The outer diameter of the first, second and third rollers 11, 12 and 13 in this embodiment has a 100 mm. 第1、第2及び第3ローラ11,12,13には、それぞれ回転軸11a,12a,13aが貫通固定されている。 The first, second and third rollers 11, 12 and 13, respectively the rotary shaft 11a, 12a, 13a are passed through and fixed. 第1ローラ11と第2ローラ12の回転軸11a,12aの両端側には、長尺板状の一対の第1連結棒14が回転軸11a,12aが回転自在なように固定されている。 A first roller 11 rotating shaft 11a of the second roller 12, the both ends of 12a, the first connecting rod 14 of a pair of elongated plate-shaped rotation shaft 11a, 12a is fixed so as to freely rotate. また、第2ローラ12と第3ローラ13の回転軸12a,13aの両端には、長尺板状の一対の第2連結棒15が回転軸12a,13aが回転自在なように固定されている。 Further, the rotation shaft 12a of the second roller 12 and third roller 13, at both ends of 13a, the second connecting rod 15 of a pair of elongated plate-shaped rotation shaft 12a, 13a is fixed so as to be rotatable . 本実施形態では、ローラ11,12間及び及ローラ12,13間の距離がいずれも250mmにされており、したがって各ローラ11,12,13が一直線上に配列されたときの第1ローラ11と第3ローラ13の中心間の寸法である基準距離が500mmになっている。 In this embodiment, both the distance between the rollers 11 and 12 and the 及 rollers 12 and 13 are the 250 mm, thus the first roller 11 when the rollers 11, 12 and 13 are arranged in a straight line reference distance is the dimension between the center of the third roller 13 is turned 500 mm.
【0018】 [0018]
第1連結棒14(又は第2連結棒15)には、いずれかのローラ11、12、13の回転数から測定ブロックの移動距離を検出する距離測定器16が取り付けられている。 The first connecting rod 14 (or the second connecting rod 15), the distance measuring instrument 16 for detecting a moving distance of the measurement block from the rotational speed of one of the rollers 11, 12 and 13 are attached. また、第2連結棒15には、第1連結棒14と第2連結棒15が互いに真直な状態から回動した変位角度θを検出する角度検出手段であるロータリエンコーダ18が取り付けられている。 Also, the second connecting rod 15, the rotary encoder 18 is mounted at an angle detecting means and the first connecting rod 14 and the second connecting rod 15 to detect the displacement angle θ of being rotated from each other straight state.
【0019】 [0019]
各測定ブロック10A,10B,10Cは、第1連結棒14に固定された連結支持棒19によって測定車Mに連結されている。 Each measurement block 10A, 10B, 10C is coupled to the measuring vehicle M by connecting support rod 19 fixed to the first connecting rod 14. 連結支持棒19は、第1連結棒14及び測定車Mに対して、それぞれ回動自在に取り付けられている。 Connecting the supporting rod 19, the first connecting rod 14 and the measuring wheel M, they are respectively attached rotatably. さらに、連結支持棒19は、長さ方向中間位置にて、コイルバネ19aにより測定車Mと弾性的に連結されており、コイルバネ19aによって測定ブロック10を道路にわずかに押し付ける方向に付勢されている。 Furthermore, coupling the support rods 19, in the length direction intermediate position is coupled to measure vehicle M and resiliently by a coil spring 19a, and the measurement block 10 by the coil spring 19a is biased in a direction slightly pressed against the road . これにより、測定ブロック10は、測定車Mの移動に伴って路面に軽く押しつけられた状態で移動できるようになっている。 Thus, the measurement block 10 is adapted to be moved lightly pressed against the state on the road surface with the movement of the measuring wheel M.
【0020】 [0020]
測定車Mには、マイクロコンピュータからなる制御装置21が設けられている。 The measurement vehicle M, the control device 21 is provided with a microcomputer. 制御装置21の記憶部には、上記基準距離が50区分に分割された計測位置の間隔値(測定ピッチ)10mmが記憶されており、またフィルタ演算手法の一例である無限インパルス応答フィルタ(Infinite Impulse Response Filter、以下IIRフィルタと記す)演算法による凹凸演算式(後述する数14)が記憶されている。 The storage unit of the control device 21, the distance value of the measurement position where the reference distance is divided into 50 division (meas) 10 mm is stored, also infinite impulse response filter (Infinite Impulse which is an example of a filter calculation method Response filter, hereinafter referred to as IIR filter) calculation method by uneven operation expression (number below 14) are stored. そして、制御装置21の入力側には、上記距離測定器16及びロータリエンコーダ18が接続されており、出力側にはCDROM,FD等のプロファイルデータ記録装置22や、図示しないプリンタ等の表示装置等が接続されている。 Then, the input side of the control device 21, the distance measuring instrument 16 and has a rotary encoder 18 is connected, CDROM to the output side, and the profile data recording device 22 such as an FD, a display such as a printer device (not shown) or the like There has been connected. さらに、測定車Mには、路面上の正確な位置を求めるための衛星位置監視装置GPSが取り付けられている。 Furthermore, the measurement vehicle M, satellite position monitoring device GPS for determining the exact position on the road surface is mounted. なお、道路の3次元方向については、以下、道路の幅方向をx、道路の上下方向をy、道路の縦方向をzとする。 Note that the three-dimensional direction of the road, below, the width direction of the road x, a vertical direction of the road y, the longitudinal direction of the road and z.
【0021】 [0021]
ここで、上記IIRフィルタ演算法について説明する。 Here will be described the IIR filter operation method.
図4に示すように、第1及び第2連結棒14,15(ここでは同一長さである)が真直状態での第1ローラ11及び第3ローラ13の中心間距離である基準距離50(任意単位とする)を例えば50等分し、各計測位置をi〜(i−50)とする。 As shown in FIG. 4, the reference distance 50 (in this case a is the same length) the first and second connecting rods 14, 15 is a center-to-center distance between the first roller 11 and the third roller 13 is in a straight state ( any unit to), for example, 50 equal portions, and each measurement position i to (i-50). 各計測位置に対応する路面高さをy(i)〜y(i−50)とすると、第1連結棒14と第2連結棒15のなす角度u(i)は、下記数1で表される。 When the road surface height corresponding to the respective measurement position and y (i) ~y (i-50), a first connecting rod 14 forms an angle u of the second connecting rod 15 (i) is expressed by the following Expression 1 that.
【0022】 [0022]
【数1】 [Number 1]
【0023】 [0023]
ただし、aは定数である。 However, a is a constant. 数1をy(i)で表すと下記数2となる。 If it represents the number 1 in y (i) the following equation 2.
【0024】 [0024]
【数2】 [Number 2]
【0025】 [0025]
ここで、上記数1をz変換することにより、下記数3となる。 Here, by z converting the number 1, the following equation 3. さらに、数3をY(z)で表すと数4のようになる。 Further, it the number 3 as the number 4 represented by Y (z).
【0026】 [0026]
【数3】 [Number 3]
【0027】 [0027]
【数4】 [Number 4]
【0028】 [0028]
数4の分母をD(z)として展開すると、数5のようになる。 When the number 4 in the denominator be deployed as D (z), so that the number 5. さらに、数5をD (z)及びD (z)の積で表すと、D (z)とD (z)は数6に示すようにまとめられる。 Furthermore, when representing the number 5 by the product of D 1 (z) and D 2 (z), D 1 (z) and D 2 (z) can be summarized as shown in Formula 6.
【0029】 [0029]
【数5】 [Number 5]
【0030】 [0030]
【数6】 [6]
【0031】 [0031]
D(z)=0の解すなわちフィルタの極Pkは、1が2個と、e [j(2π/25)i]各2個ずつ(i=1〜25)、すなわち25の間の凹凸の積算に対応する、ものである。 D (z) = 0 pole Pk solutions or filter of the 1 and 2, e [j (2π / 25 ) i] by the two (i = 1 to 25), i.e. the unevenness between 25 corresponding to the integration, it is intended. この極Pkのふるまいは、(i,i(Pk) )であり、すべての極の絶対値が1となり、D(z)を分母に持つフィルタ出力は、発散することになる。 The behavior of the pole Pk is (i, i (Pk) i ), the absolute value becomes 1 for all poles, the filter output with D a (z) in the denominator, it will diverge.
そこで、さらに極を下記数7のように置き換えることにより、フィルタの出力を収束させることができる。 Therefore, further by replacing the poles as the following equation 7, it is possible to converge the output of the filter.
【0032】 [0032]
【数7】 [Equation 7]
【0033】 [0033]
数7に基づき上記D (z)、D (z)の極を置き換えることにより、下記数8、数9に示すように、D ′(z)、D ′(z)が得られる。 The D 1 based on the number 7 (z), by replacing the poles of D 2 (z), as shown below Equation 8, the number 9, D 1 '(z) , D 2' (z) is obtained .
【0034】 [0034]
【数8】 [Equation 8]
【0035】 [0035]
【数9】 [Equation 9]
【0036】 [0036]
さらに、D ′(z)、D ′(z)を掛け合せることにより、下記数10に示すように、D′(z)にまとめられる。 Furthermore, D 1 by Kakeawaseru a '(z), D 2' (z), as shown in the following Expression 10, are combined into D '(z).
【0037】 [0037]
【数10】 [Number 10]
【0038】 [0038]
ここで、C 〜C 50は定数である。 Here, C 1 -C 50 is a constant. このD′(z)を上記数4のD(z)と置き換えることにより、下記数11が得られ、さらに数11をU(z)で表すことにより数12が得られる。 By replacing this D 'a (z) of Equation 4 D (z), the following Expression 11 is obtained, the number 12 is obtained by further represent the number 11 in U (z).
【0039】 [0039]
【数11】 [Number 11]
【0040】 [0040]
【数12】 [Number 12]
【0041】 [0041]
上記数12を逆z変換することにより、計測位置iでの第1連結棒14と第2連結棒15のなす変位角度U(i)を表す数13が得られる。 By inverse z transform of Equation 12, the first connecting rod 14 and the number 13 representing the displacement angle U (i) forming the second connecting rod 15 at the measurement position i is obtained. さらに、数13をy(i)で表すことにより計測位置iでの路面高さであるy(i)を示す数14が得られる。 Furthermore, the number indicating the y (i) is a road surface height at the measurement position i by representing the number 13 in y (i) 14 is obtained.
【0042】 [0042]
【数13】 [Number 13]
【0043】 [0043]
【数14】 [Number 14]
【0044】 [0044]
すなわち、IIR法を採用することにより、数14に示す路面縦断プロファイルの演算式を求めることができる。 That is, by adopting the IIR method, it is possible to determine the road longitudinal profile arithmetic expression shown in Equation 14. この演算式により、基準距離を複数の区分に細分し、各計測位置での高さデータを、変位角度U(i)と、直前の計測位置での測定ブロックの各計測位置の既知の高さデータから求めることができる。 The arithmetic expression, the reference distance is subdivided into a plurality of sections, known height of each measurement position of the measurement block of the height data at each measurement position, and the displacement angle U (i), the measurement position immediately before it can be determined from the data.
【0045】 [0045]
つぎに、上記測定系による道路の凹凸の測定について説明する。 It will now be described the measurement of the unevenness of the road by the measurement system.
図4に示すように、測定ブロック10A,10B,10Cが、道路の平坦にされた初期位置に進行方向に向けて載置され、さらに、中央の測定ブロック10Bを道路のOWP位置に合せてかつ先頭の第3ローラ13が起点Gにセットした状態にされる。 As shown in FIG. 4, the measurement block 10A, 10B, 10C may be placed toward the direction of travel flattened initial position of a road, further, cutlet together the center of the measurement block 10B in OWP position of the road the third roller 13 the head of is the state of being set to the origin G. 初期位置では、角度u(0)=0、高さデータy(0)=…=y(−25)=…=y(−50)=0である。 In the initial position, the angle u (0) = 0, the height data y (0) = ... = y (-25) = ... = y (-50) = 0. ここで、初期位置での高さデータを基準値とするために「0」とした。 Here, set to "0" to the height data of the initial position and the reference value.
【0046】 [0046]
測定車Mを前方(縦方向)に進行させることにより、測定ブロック10A,10B,10Cも移動する。 By advancing the measured vehicle M forward (longitudinal direction), the measurement block 10A, 10B, 10C is also moved. 測定ブロック10が1cm移動して第1の計測位置に到達すると、距離測定器16及びロータリエンコーダ18の測定結果が制御装置21に入力される。 When the measurement block 10 reaches the first measurement position by 1cm moving, the measurement result of the distance measuring instrument 16 and the rotary encoder 18 is input to the controller 21. すなわち、まず第1の計測位置での角度u(1)の値が得られる。 That is, first the value of the angle u (1) at the first measurement position is obtained. ここで、直前の計測位置での既知の高さデータとしては、初期値からy(0)=…=y(−49)=0であるので、制御装置21は、IIRフィルタ演算手法による数14に基づいて第1の計測位置での高さデータy(1)を算出する。 Here, the known height data at the measurement position immediately before, y (0) from the initial value = ... = because it is y (-49) = 0, the control device 21, the number by IIR filter operation method 14 first calculating the height data y (1) at the measurement position on the basis of. 以下、測定ブロック10が1cm移動する毎に、同様にして、制御装置21により順次各計測位置での高さデータy(2)、y(3)…y(49)、y(50)が求められる。 Hereinafter, each time the measurement block 10 is 1cm move, in the same manner, the height data y in Sequential each measurement position by the control device 21 (2), y (3) ... y (49), y (50) is determined It is.
【0047】 [0047]
すなわち、測定ブロック10が、起点Gからスタートして路面の縦方向に基準距離に換算した距離50cmを通る間に、先頭の第3ローラ13が各計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第1及び第2連結棒14,15のなす変位角度がロータリーエンコーダ18により検出される。 That is, the measurement block 10, while passing through a distance 50cm in terms of the reference distance by starting in the longitudinal direction of the road surface from the origin G, each time the third roller 13 the top of sequentially reach each measurement position, the measurement position forming displacement angle of the first and second connecting rods 14, 15 is detected by the rotary encoder 18 at. 距離測定器16からの出力と、ロータリエンコーダ18からの変位角度検出値u(i)を受けて、制御装置21は、計測位置に対する直前の計測位置での測定ブロック10の各計測位置での既知の高さデータを用い、上記数14の演算式に基づいて計測位置での高さデータを算出することができる。 An output from the distance measuring instrument 16 receives the displacement angle detection value u (i) from the rotary encoder 18, the control device 21, known at each measurement position of the measurement block 10 at the measurement position of the immediately preceding relative measurement position height data used for, can be calculated height data at the measurement position on the basis of the calculation formula of the number 14. そして、各計測位置での高さデータy(i)を合せることにより、図5に示すように、各測定ブロック10A,10B,10Cについて、基準距離内の路面の単位路面プロファイルを、各計測位置間の短いピッチ毎に精密に得ることができる。 By matching the height data y (i) at each measurement position, as shown in FIG. 5, the measurement block 10A, 10B, for 10C, the unit road profile of the road surface in the reference distance, the measurement position it can be obtained precisely for each short pitch between. このように得られた基準距離における単位路面プロファイルを路面の縦方向全体にわたって連続して集積することにより、路面全体の精密な縦断プロファイルPvを得ることができる。 Thus the unit road profile at the reference distance obtained was by integrating continuously throughout the longitudinal direction of the road surface, it is possible to obtain a precise vertical profiles Pv of the entire road surface.
【0048】 [0048]
その結果、上記縦断プロファイルの測定方法によれば、基準距離内に区分された各計測位置間の短いピッチ毎に路面の精密な凹凸データに得ることができるため、路面全体において存在する構造物ジョイント、コンクリートメジ、ポットホール等の小さな凹凸物も含めて路面全体の凹凸を精度良く検出することができる。 As a result, according to the method of measuring longitudinal profile, it is possible to obtain a precise unevenness data of the road surface in a short pitch every of between each measurement position which is divided into the reference distance, the structure joints present throughout the road , concrete joints, a including in the entire road irregularities small irregularities of such pothole can be detected accurately.
【0049】 [0049]
なお、上記縦断プロファイルの測定方法においては、測定車Mに搭載された制御装置21により、計測位置での角度検出値等に基づいて高さデータが算出されているが、これに代えて、測定車Mでは計測データのみを取得するようにし、高さデータの算出は、この計測データに基づいて別の場所で行うようにしてもよい。 In the method of measuring the longitudinal profile, the control device 21 mounted on the measuring wheel M, the height data is calculated based on the detected angle value and the like at the measurement position, instead of this, the measurement so only acquire vehicle M in the measurement data, calculation of height data may be performed elsewhere on the basis of the measurement data. また、上記実施形態では、測定ブロック10の第1連結棒14と第2連結棒15の長さが同一になっているが、両者の長さを同一にする必要はなくそれぞれの長さを変えてもよい。 In the above embodiment, changing the first connecting rod 14 of the measuring block 10 the length of the second connecting rod 15 is in the same, respectively need not be both a length equal to the length it may be. さらに、距離測定器16についても上記測定方法に示したものに限らず、取付け位置についても連結棒に限らない。 Further, the distance measuring instrument 16 is not limited to those shown above measuring method is not limited to the connecting rod also mounting position. また、角度検出手段についても、ロータリーエンコーダに限らず、類似の検出手段を用いることができる。 As for the angle detection unit is not limited to the rotary encoder can be used similar detection means. さらに、フィルタ演算手法としては、上記IIR演算法に代えて、高速フーリエ変換を用いた方法等も可能である。 Further, as the filter operation technique, in place of the IIR operation method, and a method it is also possible using a fast Fourier transform. また測定ブロックの具体的構成についても、上記測定方法に示したものに限らない。 Regarding also specific configuration of the measuring block is not limited to that shown in the above measuring method.
【0050】 [0050]
(2)路面の横断プロファイルPhを求める段階(I−2段階) (2) determining a transverse profile Ph road (I-2 stage)
図6及び図7は、測定車両Mの後側上部に、道路の路面Dの横断方向のプロファイルを計測する方法に用いる2台の光源25,26を並列に取り付けた状態を模式図により測定車両の上部及び後部から見た状態を表したものである。 6 and 7, the upper portion of the rear side of the measuring vehicle M, measured vehicle by schematic diagram the state of the two light sources 25 and 26 mounted in parallel for use in a method of measuring the transverse profile of the road surface D of the road It illustrates a state viewed from the upper and rear. 両光源25,26は直進性のよいレーザー光源であることが望ましく、距離Lを隔てて配置されており、上記車両の進行方向の軸(z軸)を中心として回転装置(図示しない)により回動可能なようにされている。 It is desirable both light sources 25 and 26 is a good laser light sources straightness, distances are spaced L, and the times the rotating device (not shown) around the traveling direction of the axis of the vehicle (z-axis) It has been in motion that can be so. また、両光源25,26には、多数の画素が一次元に配列されたラインカメラ27,28が配設されている。 Further, on both the light source 25 and 26, line camera 27, 28 a large number of pixels are arranged one-dimensionally is provided.
【0051】 [0051]
路面の横断プロファイルについては、濃淡画素濃度マッチング法に基づいて求められる。 The transverse profile of the road surface is determined based on the gray pixel density matching. すなわち、濃淡画素濃度マッチング法によれば、両光源25,26からの光線が路面上で交叉する点については、ラインカメラ27,28の濃淡位置から、濃い点が両光線の交叉位置として決められる。 That is, according to the gray pixel density matching method, the point at which light from both light sources 25 and 26 intersect on the road surface, the shading position of the line camera 27 is determined dark points as the crossing position of the two beams . このラインカメラ27,28による交叉位置から、両光線と光源25間を結ぶ線とにより形成される三角形の、光源25,26位置における内角である傾斜角θ1,θ2が求められる。 From the intersecting position by the line camera 27 and 28, the triangle formed by a line connecting the two light beams and the light source 25, the inclination angle θ1 is the interior angle of the light source 25 and 26 position, .theta.2 is obtained. さらに、両光源25,26間の距離L及び傾斜角度θ1,θ2から、各交叉位置での位置x及び高さzが算出される。 Further, the distance L and the inclination angle θ1 between the two light sources 25 and 26, from .theta.2, the position x and height z at each intersection position is calculated.
【0052】 [0052]
両光源25,26は、図示しない回転装置によって、道路の幅方向の左端から右端の間を移動し、複数の測定点で重なり合うようにされる。 Both light sources 25 and 26, by an unillustrated rotating device to move between the right from the left end in the width direction of the road, are to overlap in a plurality of measurement points. 制御装置21は、両光源25,26の動きを制御すると共に、両ラインカメラ27,28からの信号を処理することにより、路面Dの横断方向の多数の交叉位置での傾斜角度θ1,θ2データを演算により求め、さらに演算データに基づいて各交叉位置での位置x及び高さzを算出することにより、横断プロファイルPhを作成する。 The controller 21 controls the movement of both light sources 25 and 26, by processing the signals from both the line camera 27, the inclination angle θ1 at multiple crossing position transverse road D, .theta.2 data the determined by calculation, by further calculating the position x and height z at each crossing position based on the calculated data, to create a transverse profile Ph.
制御装置21は、上記のように求められた縦断プロファイルデータPv及び横断プロファイルデータPhにより、図8に示すような路面Dの三次元のプロファイルP3dを演算により求め、プロファイル記憶装置22に記憶する。 Controller 21, the longitudinal profile data Pv and transverse profile data Ph obtained as described above, obtained by calculation a three-dimensional profile P3d road surface D, as shown in FIG. 8, is stored in the profile storage unit 22.
【0053】 [0053]
(3)規定の車両で路面を一定速度で走行したときの、ハンドルの回転角Hθ、及びを運転者の前面視野に相当する映像データを求める段階(以下、I−3段階と記す) (3) when the traveling road surface at a constant speed in a prescribed vehicle, determining a video data corresponding rotation angle Hθ of the steering wheel, and the front visual field of the driver (hereinafter, referred to as I-3 step)
図9は、測定車両Mの前面位置に、道路を走行時の測定車両Mから運転者が見る車両前方の視野を撮影する2台のビデオカメラ31,32が配置された状態を平面視で模式図により概略的に示したものである。 Figure 9 is a front position of the measurement vehicle M, schematically a state in which the video camera 31, 32 of the two which photographs a view ahead of the vehicle to see the driver from the measured vehicle M at the time of traveling on a road is arranged in a plan view It illustrates schematically by FIG. 両ビデオカメラ31,32は、運転者の左右の目に対応するように、視差の間隔で配置されている。 Both video cameras 31 and 32, so as to correspond to the left and right eyes of the driver are arranged at intervals of parallax. 両ビデオカメラ31,32は、横方向の視野を広角に拡大するために凹シリドカルレンズが取り付けられるか、または凸反射板が取り付けられる。 Both video cameras 31 and 32, or concave Shiridokarurenzu is attached to enlarge the field of view laterally wide, or convex reflector is attached. ビデオカメラ31,32は、両者のいずれかに接続が切り替えられる切替スイッチ33を介して、ビデオディスク記録装置34に接続されている。 Video cameras 31 and 32, through the switch 33 is switched to connect to one of the two, are connected to the video disk recorder 34. 切替えスイッチ33が、一定の時間間隔で切り替えられることにより、両ビデオカメラ31,32による撮影映像が交互にビデオディスク記録装置34においてビデオディスクに映写データ35として記録される。 Selector switch 33, by being switched at predetermined time intervals, capturing images by the two video cameras 31 and 32 is recorded as projection data 35 in the video disc in the video disk recorder 34 alternately. 一方、測定車両Mのハンドル36にはハンドル角センサが設けられており、ハンドル36の回転角度Hθを検出して、制御装置21に出力するようになっている。 On the other hand, the handle 36 of the measuring vehicle M is the steering wheel angle sensor is provided to detect the rotation angle Hθ of the steering wheel 36, and outputs to the controller 21.
【0054】 [0054]
そして、測定車両Mが道路の測定範囲を、40km/h程度の低速度で走行する過程で、両ビデオカメラ31,32により連続的に撮影された視野の映像データ35がビデオディスクに記録される。 Then, the measurement range of the measurement vehicle M road, in the course of traveling at a low speed of about 40 km / h, view image data 35 of which are continuously captured by both video cameras 31 and 32 are recorded on the video disc . また、測定車両Mが道路の測定範囲を、40km/h程度の低速度で走行中に、道路の曲りに応じて運転者によりハンドル36が切られたときの標準回転角度Hθデータが、CDROM,FD等の回転角度記憶装置23に記憶される。 Also, the measurement range of the measurement vehicle M road while traveling at a low speed of about 40 km / h, the standard rotational angle Hθ data when the handle 36 is turned off by the driver according to the road of the bend, CDROM, It is stored in the rotation angle storage device 23 such as an FD.
【0055】 [0055]
II. II. 第2段階第2段階は、第1段階で求められた、路面の三次元プロファイルP3dデータ、視野の映像データ35、及びハンドルの標準回転角度Hθデータと、路面の材質,構造,すべり摩擦係数等道路の特性を示す道路データとに基づいて、現状の路面の状態を評価するものである。 Second stage second stage, obtained in the first stage, the three-dimensional profile P3d data of the road surface, and the field of video data 35, and the standard rotation angle Hθ data handle, the material of the road surface, construction, sliding friction coefficient, etc. based on the road data indicating characteristics of the road, it is to evaluate the present state of the road surface. 第2段階は、以下の(1)、(2)の段階に分けられる。 The second step is the following (1), is divided into stage (2). (1)標準車両により現状の路面を、一定速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である標準力覚値fx,fy,fzを算出するもので、三次元プロファイルP3dデータ、及びハンドルの標準角度Hθデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる現状道路についての標準力覚値取得段階。 (1) by standard vehicle current road surface, is traveling at a constant speed, and calculates by standard force objective value fx is a three-dimensional force received by the driver's seat, fy, the fz it, the three-dimensional profile P3d data, and standard power objective value acquisition phase of the current state road carried out by computer processing based on the standard angle Hθ data handle. (2)標準車両が現状道路を走行すると想定して、運転者が前方の風景の映像を見ながら標準車両を任意の速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である力覚値fx,fy,fzを算出するもので、三次元プロファイルP3dデータ、視野の映像データVD、及び運転者のハンドル操作による回転角Hθkデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる標準路面データ取得段階。 (2) the standard vehicle is assumed to travel situation road, the driver is run standard vehicle at any speed while viewing an image of a scene ahead of a three-dimensional force received by the driver's seat by its force values ​​fx, fy, and calculates the fz, three-dimensional profile P3d data, standard road data acquisition steps performed by computer processing based on the rotation angle Hθk data by the video data VD, and the driver's steering operation of the field.
【0056】 [0056]
(1)現状道路についての標準力覚値取得段階(II−1段階) (1) Standard power objective value acquisition phase of the current state road (II-1 stage)
運転席で受ける三次元の力である力覚値fx、fy、fzの算出について説明する。 A three-dimensional force received by the driver's seat ChikaraSatoshichi fx, fy, the calculation of fz will be described. 高さ方向の力覚値fyは、図10に示す一車輪についてのモデルを用いて求められる。 Height direction ChikaraSatoshichi fy is calculated using a model for one wheel shown in FIG. 10. 車両のサスペンションのコイルのバネ定数をks、バネの下側の質量をml、バネ上の質量mu、タイヤのバネ定数ktとしたとき、バネ上質量の高さyuと、バネ下質量の高さylの差(yu−yl)にバネ定数ks、kt及びダンパのバネ定数csを含めたバネ定数を掛けることにより、力覚値fyが得られる。 ks the spring constant of the coil of the suspension of the vehicle, ml the lower mass of the spring, the mass of the sprung mu, when a spring constant kt of the tire, the height yu of sprung mass, the height of the unsprung mass difference yl (yu-yl) the spring constant ks, by multiplying a spring constant, including the spring constant cs of kt and dampers, ChikaraSatoshichi fy is obtained. 標準車両の走行方向zの力覚値fzについては、運転者によるアクセル、ブレーキの操作量による加速度変化に基づいて得られる。 For ChikaraSatoshichi fz in the running direction z of the standard vehicle, the accelerator by the driver is obtained based on the acceleration change by the operation amount of the brake.
【0057】 [0057]
幅方向xの力覚値fxについては、路面の傾き及び道路の曲りに基づくハンドルの回転角度Hθデータにより求められる。 For ChikaraSatoshichi fx in the width direction x, determined by the rotation angle Hθ data handle based on bending of the road surface slope and road. 本発明においては、路面は真直ぐであると考えられており、カーブについては、真直ぐな路面が横風による力を受けたものと考える。 In the present invention, the road surface is considered to be straight, for the curve, considered as straight road is subjected to a force by crosswind. 横風の大きさは、ほぼカーブの遠心力に等しく、カーブの曲率すなわちハンドル回転角度に対応する量と、路面の摩擦係数と、標準車両の速度とその質量とにより求められる。 The size of the crosswind is substantially equal to the centrifugal force curve, the amount corresponding to the curvature or handle rotation angle of the curve, and the friction coefficient of the road surface is determined by the speed of the standard vehicle and its mass. 路面の傾きによる力覚値については、路面の幅方向の凹凸差による車両の傾きにより求められる。 For ChikaraSatoshichi due to inclination of the road surface is determined by the slope of the vehicle by unevenness difference in the width direction of the road surface. これらを合せることにより力覚値fxが求められる。 ChikaraSatoshichi fx is calculated by combining these.
【0058】 [0058]
現状道路についての標準力覚値データ取得のための演算装置38について、図11に示す。 For calculation unit 38 for the standard power objective value data acquisition for current road, shown in Figure 11. 演算装置38は、マイクロコンピュータからなり、その入力側には、三次元プロファイルP3dデータを記憶したプロファイル記憶装置22、ハンドルの角度Hθデータを記憶した回転角度記憶装置23、標準車両のバネデータ等の力覚値fx、fy、fzの算出に必要なバネ定数、バネ質量等のデータを記憶した車両データ記憶装置24、道路データバンクに登録された道路の材質,構造,すべり摩擦係数等の道路データを記録した道路データ記憶装置29が接続されている。 Arithmetic unit 38, a microcomputer, the input side thereof, a three-dimensional profile P3d profile storage device 22 that stores data, rotation angle storage device 23 stores the handle angle Hθ data, such as the spring data in the standard vehicle ChikaraSatoshichi fx, fy, the spring constant required for calculating the fz, the vehicle data storage device 24 stores the data of the spring-mass or the like, the material of the roads registered in the road database, structures, road data such as the coefficient of sliding friction road data storage device 29 which records are connected to. また、演算装置38の出力側には、算出した力覚値fx、fy、fzを記録するCDROM,FD等の力覚値記憶装置39が接続されている。 Further, the output side of the arithmetic unit 38, the calculated ChikaraSatoshichi fx, fy, CDROM for recording, ChikaraSatoshichi storage device 39 such as an FD is connected to fz. そして、演算装置38は、三次元プロファイルP3dデータを記憶したプロファイル記憶装置22、ハンドルの回転角度Hθデータを記憶した回転角度記憶装置23、標準車両のバネデータ等の力覚値fx、fy、fzの算出に必要なデータを記憶した車両データ記憶装置24、道路データ記憶装置29から、それぞれデータを入力し、標準車両が例えば40km/hで道路を走行したと想定して、標準力覚値fx、fy、fzを演算して、その結果を力覚値記憶装置39に記憶する。 Then, the arithmetic unit 38, the three-dimensional profile P3d profile storage device 22 that stores data, rotation angle storage device 23 stores the rotation angle Hθ data handle, ChikaraSatoshichi fx such springs data in the standard vehicle, fy, fz vehicle data storage device 24 that stores data necessary for the calculation of, from the road data storage unit 29, respectively enter the data, on the assumption that the standard vehicle travels on a road, for example, 40 km / h, the standard power objective values ​​fx , fy, and calculates the fz, and stores the result in ChikaraSatoshichi storage device 39. 以上に説明したように、II−1段階では、現状道路についてのデータである標準力覚値fx、fy、fzデータを記録した力覚値記憶装置39が得られる。 As described above, in the II-1 stage is data on the current road standard power objective values ​​fx, fy, it is ChikaraSatoshichi storage device 39 which records fz data obtained.
【0059】 [0059]
(2)現状道路についての標準路面データ取得段階(II−2段階) (2) the standard road data acquisition phase of the current state road (II-2 stage)
このデータ取得のために、仮想運転試験装置であるドライビングシミュレータ40が用いられる。 For this data acquisition, driving simulator 40 is used a virtual running test device. ドライビングシミュレータ40は、床面に設けられて運転者が実際に着席して運転操作を行う運転装置部41と、運転装置部41の前方に設けられた道路前方の風景を映写するスクリーン52等を備えた映写装置51が設けられている。 Driving simulator 40 includes a driving device 41 provided on the floor performs a driving operation driver actually seated in, a screen 52 or the like to project the road ahead of scenery provided in front of the driver device 41 projecting device 51 with is provided. 運転装置部41は、運転席42と、ハンドル43と、アクセル44と、ブレーキ45を備えている。 Driving device 41, a driver's seat 42, a handle 43, an accelerator 44, and a brake 45. 運転席42には、力覚値fx、fy、fzデータを受けて、運転席42を力覚値fx、fy、fzに応じてx、y、z方向に変位させる振動装置46が設けられている。 The driver's seat 42, ChikaraSatoshichi fx, fy, receives fz data, the driver's seat 42 ChikaraSatoshichi fx, fy, and x, y, a vibration device 46 that displaces in the z-direction is provided in accordance with fz there. また、ハンドル43には、その回転角度を検知する回転角度センサ47が設けられている。 Further, the handle 43, the rotation angle sensor 47 is provided for detecting the rotation angle. さらに、アクセル44には、アクセルの踏む込みの角度を検出するアクセル角度センサ48が設けられており、ブレーキ45にはブレーキの踏む込みの角度を検出するブレーキ角度センサ49が設けられている。 Further, the accelerator 44 is an accelerator angle sensor 48 is provided for detecting the angle of write depressing the accelerator, the brake angle sensor 49 for detecting an angle of write stepping the brake is provided on the brake 45. さらに、運転装置部41には、マイクロコンピュータからなる速度演算装置50が設けられており、アクセル角度センサ48及びブレーキ角度センサ49からの検出信号を受けて、運転装置部41の仮の速度を算出するようになっている。 Furthermore, calculating the driving device 41 is provided with a speed calculating unit 50 comprising a microcomputer, receives the detection signal from the accelerator angle sensor 48 and the brake angle sensor 49, the temporary speed of the driving device 41 It has become way.
【0060】 [0060]
映写装置51は、運転装置部41の前面に設けられたスクリーン52と、スクリーンに映像を投影するプロジェクタ53と、プロジェクタ53に道路の映像情報を記憶した映写データ35の内容を出力する映像再生装置54と備えている。 Projecting device 51 includes a screen 52 provided on the front surface of the operation device 41, a projector 53 for projecting an image onto a screen, a video reproducing apparatus which outputs the contents of the projection data 35 that stores image information of the road to the projector 53 It is provided with a 54. スクリーン52は、運転装置部41に対して、道路の両側の映像を映写できるような広い幅を備えている。 Screen 52 includes to the driver device 41, a width that allows projection to both sides of the image of the road.
【0061】 [0061]
ドライビングシミュレータ40は、映像再生制御装置61及び演算駆動制御装置62の制御により、動作すると共に現状道路についての標準路面データの取得が行われる。 Driving simulator 40 is controlled by the image reproduction control apparatus 61 and the arithmetic drive control device 62, acquires the standard road data for current road is performed while operating. 映像再生制御装置61は、入力側に回転角度センサ47及び速度演算装置50が接続されており、出力側には映像再生装置54が接続されている。 Image reproduction control apparatus 61, the rotation angle sensor 47 and the speed calculation device 50 is connected, it is connected to the video reproduction device 54 to the output side to the input side. 演算駆動制御装置62は、入力側に三次元プロファイルP3dデータを記憶したプロファイル記憶装置22、標準車両のバネデータ等の力覚値fx、fy、fzの算出に必要なデータを記憶した車両データ記憶装置24、道路データ記憶装置29に加えて、回転角度センサ47及び速度演算装置50が接続されており、出力側には振動装置46及び力覚値データを記憶する力覚値記録装置63が接続されている。 Computing the drive control device 62, the profile storage unit 22 stores a three-dimensional profile P3d data on the input side, ChikaraSatoshichi fx such springs data in the standard vehicle, fy, vehicle data storage which stores data required for calculating the fz 24, in addition to the road data storage unit 29, the rotation angle sensor 47 and the speed calculation device 50 is connected, connected ChikaraSatoshichi recording device 63 for storing the vibrating device 46 and ChikaraSatoshichi data on the output side It is. さらに、運転席42には、各種官能センサ58(体温、発汗、脈拍、脳波等)が接続されておリ、官能センサ58の出力側は、官能データ記録装置59に接続されている。 Furthermore, the driver's seat 42, various functional sensor 58 (temperature, sweating, heart rate, brain waves, etc.) connected to your Li, the output side of the functional sensor 58 is connected to the functional data recording device 59.
【0062】 [0062]
II−2段階では、映像再生制御装置61及び演算駆動制御装置62の制御により、映写装置51が、映像再生装置54により再生された道路前方の映像情報をプロジェクタ53によって運転装置部41の前面に設けられたスクリーン52に投影を開始する。 The II-2 step, the control of the image reproduction control apparatus 61 and the arithmetic drive control device 62, projection device 51, the road ahead of the video information reproduced by the video reproduction device 54 to the front surface of the operation device 41 by the projector 53 the screen 52 provided to start the projection. 続いて、運転者が、スクリーン52に映し出された映像情報を見ながら運転操作を開始し、アクセル44を操作して加速し、ブレーキ45の操作により減速させる。 Then, the driver starts the driving operation while viewing an image information projected on the screen 52, and accelerated by operating the accelerator 44, is decelerated by the operation of the brake 45. それらの操作がアクセル角度センサ48、ブレーキ角度センサ49により検出され、速度演算装置50に入力される。 Those operations accelerator angle sensor 48, is detected by the brake angle sensor 49, it is input to the speed computing device 50. また、運転者は、ハンドル43を操作してカーブに対応するが、回転角度センサ47によりハンドルの運転回転角度Hθが検出され、映像再生制御装置61及び演算駆動制御装置62に出力する。 Further, the driver corresponds to the curve by operating the handle 43, but the working rotational angle Hθ of the steering wheel by the rotation angle sensor 47 is detected, and outputs the image reproduction control apparatus 61 and the arithmetic drive control device 62.
【0063】 [0063]
映像再生制御装置61は、速度演算装置50からの速度信号の入力に対応して、映像再生装置54による再生速度を変化させる。 Image reproduction control apparatus 61, in response to the input speed signal from the speed computing device 50, changing the playback speed by the video reproducing apparatus 54. これにより、スクリーン52に投影される映像の表示速度が変えられる。 Accordingly, the display speed of the image projected on the screen 52 is changed. これにより、運転者は、スクリーン52を見ることによって、車両の速度を実感することができる。 Thus, the driver by seeing the screen 52, it is possible to realize the speed of the vehicle. また、映像再生制御装置61は、回転角度センサ47からの運転回転角度Hθ信号の入力に対して、標準回転角度と運転回転角度の回転角度差を演算して、映像再生装置54によるスクリーン52上の映像を左右に振ることにより、投影される映像の範囲を調節する。 The video reproduction control apparatus 61, to the input of the operational rotational angle Hθ signal from the rotation angle sensor 47, and calculates the rotation angle difference between the standard angle of rotation and the operating angle of rotation, on the screen 52 by the video reproducing apparatus 54 by shaking the image to the left and right, to adjust the range of the image to be projected. これにより、運転者は、スクリーン52を見ることにより、道路の曲りを実感することができる。 Thus, the driver by looking at the screen 52, it is possible to realize a road bend.
【0064】 [0064]
演算駆動制御装置62は、速度演算装置50からの速度信号の入力及び回転角度センサ47からの回転角度Hθ信号の入力に対して、上記演算方法により、運転力覚値fx、fy、fzを演算して、その結果を運転席42に設けた振動装置46に出力すると共に、力覚値記録装置63に記憶する。 Computing the drive control unit 62, to the input of the rotation angle Hθ signal from the input and the rotational angle sensor 47 of the speed signal from the speed computing unit 50, by the above calculation method, calculation operation force objective value fx, fy, and fz to, and outputs the vibration device 46 provided the result in the driver's seat 42, and stores the ChikaraSatoshichi recording apparatus 63. これにより、振動装置46が、運転席42に上下、左右、前後方向に力を加えることにより、運転席42に座った運転者は実際に道路を走行した状態と同じを感じることができる。 Thus, the vibration device 46, vertically in the driver's seat 42, right and left, by applying a force in the longitudinal direction, seated driver in the driver's seat 42 can feel the same as a state of traveling actually road. このような運転者の運転状態での様子が官能センサ58で検出され、官能センサ58からの出力が、官能データ記録装置59に記録される。 State at operating conditions of such a driver is detected by the functional sensor 58, the output from the functional sensor 58 is recorded in the functional data recording device 59.
【0065】 [0065]
以上に説明したように、II−2段階では現状道路についての標準路面データである運転力覚値fx、fy、fzデータを記録した力覚値記録装置63が得られると共に、運転者の官能データを記録した官能データ記録装置59が得られる。 As described above, the standard road data in which operation force objective value fx for current road at II-2 stage, fy, with ChikaraSatoshichi recording apparatus 63 for recording fz data is obtained, the driver of the functional data functional data recording device 59 for recording is obtained.
【0066】 [0066]
III. III. 第3段階第3段階は、第2段階で求められた現状の路面の評価結果である、標準力覚値データと、標準路面データである運転力覚値fx、fy、fzデータ及び官能データに基づいて、道路設計者が現状の路面の三次元プロファイルP3dデータを変更した新たに計画道路を設計することができる。 Stage 3 The third stage is the evaluation result of the state of road surface determined in the second step, and the standard power objective value data, driving force is the standard road data objective values ​​fx, fy, to fz data and functional data based, it is possible that the road designer to design a new plan road you change the three-dimensional profile P3d data of the current state of the road surface. さらに、この設計された計画道路の状態が評価される。 In addition, the state of this design has been planned road is evaluated. 新たな計画道路としては、まず、通常規格の路面であり、これに基づく凹凸形状になるように、現状の路面の三次元プロファイルP3dデータが、新たに路面の新三次元プロファイルP3dnデータに変更される。 The new plan road, first of all, is a road surface of normal standards, so that the concave-convex shape on the basis of this, the three-dimensional profile P3d data of the current state of the road surface is, the newly changed to the new three-dimensional profile P3dn data of the road surface that. 第3段階の評価については、第2段階の評価と同様に、以下の(1)、(2)の段階に分けられる。 For the evaluation of the third stage, in the same manner as in the evaluation of the second stage, the following (1), is divided into stage (2). (1)標準車両により新たに計画した路面を、一定速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である力覚値を算出するもので、新三次元プロファイルP3dnデータ、及びハンドルの角度Hθデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる新たな路面についての計画力覚値データ取得段階。 (1) The newly planned road by a standard vehicle, is traveling at a constant speed, and calculates the ChikaraSatoshichi is a three-dimensional force received by the driver's seat by it, the new three-dimensional profile P3dn data, and the handle planning force objective value data acquisition stage for a new road to be performed by computer processing based on the angle Hθ data. (2)標準車両により新たな路面を運転者が前方の風景の映像を見ながら任意の速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である力覚値を算出するもので、新三次元プロファイルP3dnデータ、視野の映像データ、及び運転者のハンドル操作による回転角Hθkデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる計画路面データ取得段階。 (2) was run at any speed the driver while viewing an image of the scene ahead of the new road by a standard vehicle, and calculates the ChikaraSatoshichi is a three-dimensional force received by the driver's seat by it, the new three-dimensional profile P3dn data, planned road data acquisition steps performed by computer processing based on the rotation angle Hθk data by the video data, and the driver's steering operation of the field.
【0067】 [0067]
(1)新たな計画道路についての計画力覚値データ取得段階(III−1段階)新たな計画道路についての計画力覚値データ取得のための演算装置38について、図11に示すものと同様であり、入力される三次元プロファイルP3dデータが、新たに計画されたデータに変更される点を除いて上記II−1段階と同様である。 (1) For calculating unit 38 for planning force objective value data acquisition for planning force objective value data acquisition phase (III-1 step) new plan road for new plans road, similar to that shown in FIG. 11 There, the three-dimensional profile P3d data to be input is the same as the above II-1 stage, except to change to the newly planned data. これにより、III−1段階では、標準車両が例えば40km/hで道路を走行した場合の覚値fxn、fyn、fznを演算することにより、新計画道路についてのデータである計画力覚値fxn、fyn、fznデータを記録した力覚値記憶装置39が得られる。 Thus, the III-1 stage, when the standard vehicle was traveling on a road, for example, 40 km / h objective value fxn, fyn, by calculating the Fzn, is data on the new plan road planning force objective value fxn, fyn, ChikaraSatoshichi storage device 39 which records fzn data is obtained.
【0068】 [0068]
(2)新しい計画道路についての計画路面データ取得段階(III−2段階) (2) Planning the road surface data acquisition phase of the new plan road (III-2 stage)
このデータ取得のためも、上記ドライビングシミュレータ40が用いられ、入力される三次元プロファイルP3dデータが、新たに計画された新三次元プロファイルP3dnデータに変更される点を除いて上記II−2段階と同様である。 Also for this data acquisition, the driving simulator 40 is used, three-dimensional profile P3d data to be input, and the II-2 stage, except to change to the newly planned new three-dimensional profile P3dn data was it is the same. これにより、III−2段階では、新計画道路についてのデータである計画運転力覚値fx、fy、fzデータを記録した力覚値記録装置63が得られると共に、運転者の計画官能データを記録した官能データ記録装置59が得られる。 Thus, the III-2 step, the data is a plan operated force objective value fx for new plan road, fy, with ChikaraSatoshichi recording apparatus 63 for recording fz data is obtained, recorded plan functional data of the driver functional data recording device 59 that can be obtained.
【0069】 [0069]
そして、新たに計画された路面について得られた計画運転力覚値fx、fy、fzデータ及び計画官能データが、新たな路面の規格に適合するか否かが判定される。 The newly planned planned driving force obtained for road objective values ​​fx, fy, fz data and planning functional data, whether or not adapted to the new road standards are determined. 判定結果が良好な場合は、計画された路面が適正であるが、不適格な場合は、新たに計画された新三次元プロファイルP3dnデータの訂正が行われ、訂正された新三次元プロファイルP3dnデータに基づいて、計画道路が良好であると判断されるまで、上記III−1段階、III−2段階の評価が繰り返し行われる。 If the determination result is good, but planned road is correct, if not eligible is performed correction of the newly planned new three-dimensional profile P3dn data, corrected new three-dimensional profile P3dn data was based on until planned road is judged to be good, the III-1 stage, evaluation of III-2 steps are repeated.
【0070】 [0070]
つぎに、上記II−1段階、II−2段階の評価、及び上記III−1段階、III−2段階の評価を踏まえて、計画道路としてさらに種々の規格の道路、例えば高規格の道路の設計が行われる。 Next, the II-1 stage, II-2 rating system, and the III-1 step, based on the evaluation of the III-2 step, further road various standards as planned road, for example, the design of the high-standard road It is carried out. このような高規格道路の評価としては、仮想運転試験装置40を用いて、上記III−2段階の評価法法により同様に行われる。 As the evaluation of such a high-standard road, using a virtual running test apparatus 40 is carried out in the same manner by the evaluation method method of the III-2 stages. 以上に説明したように、上記実施形態に示したII−1段階、II−2段階の評価、及び上記III−1段階、III−2段階を順次行うことにより、客観的データに基づいた適正な路面の評価を行うことができる。 As described above, II-1 stage is illustrated in the above embodiment, the evaluation of the II-2 step, and the III-1 stage, by sequentially performing the III-2 step, the proper based on objective data evaluation of the road surface can be carried out.
【0071】 [0071]
なお、上記実施形態に示した道路路面計画の評価方法の、標準路面データ取得手順及び計画路面データ取得手順においては、力覚値データと官能データが求められ、路面計画に活用されているが、さらに標準車両のタイヤ振動、振動騒音等を求めて振動騒音データとすることができる。 Incidentally, the method for evaluating road surface plan shown in the above embodiment, in the standard road data acquisition procedure and plan the road data acquisition procedure, ChikaraSatoshichi and sensory data is obtained, it has been utilized in road planning, it can further tire vibration standard vehicle, seeking vibration noise such as a noise and vibration data. このように、標準車両のタイヤ振動、振動騒音等を路面評価データに加えることにより、より適正な路面評価が可能になる。 Thus, the tire vibration standard vehicle, by adding the vibration noise and the like on the road surface evaluation data, thereby enabling more appropriate road evaluation. その他、上記実施形態に示した道路路面計画の評価方法については、一例であり、具体的な装置あるいは演算方法等については、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。 Other, for the evaluation method of the road surface plan shown in the above embodiment is an example, specifically for such a device or a computing method can be implemented with various modifications without departing from the gist of the present invention it is.
【0072】 [0072]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
上記請求項1の発明によれば、道路データ取得手順において、現状道路の三次元プロファイルと、標準回転角度データと、測定車両の前方視野の映写データが求められ、標準力覚値取得手順において、三次元プロファイルデータと、ハンドルの標準回転角度データに基づいて、標準車両が、現状道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける標準力覚値が求められる。 According to the invention described in claim 1, in the road data acquisition procedure, and a three-dimensional profile of the current road, and the standard rotation angle data, projection data of the forward field of view of the measuring vehicle is determined in a standard force objective value acquisition procedure, a three-dimensional profile data, based on the standard rotation angle data of the steering wheel, the standard vehicle, assuming the vehicle has traveled the situation road at standard speed, the standard force objective value is determined to undergo in the driver's seat of a standard vehicle. さらに、標準路面データ取得手順において、運転装置部の運転席に座った運転者が、映像再生装置からの映像入力によりプロジェクタによってスクリーンに映された映像視野を見ながら、ハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルを操作して仮想の運転動作を行うことにより、標準車両が三次元プロファイルの道路を走行したときの力覚値である運転力覚値データが得られ、この力覚値データにより振動装置が駆動されることによる官能データが得られる。 Further, in a standard road data acquisition procedure, the driver seated on the driver's seat of the driver device unit, while watching the video field of view projected on the screen by the projector by the image input from the video reproduction device, a handle, the accelerator pedal and the brake pedal by performing a virtual running operation by operating the standard vehicle driving force objective value data is ChikaraSatoshichi when the vehicle is traveling on a road with a three-dimensional profile is obtained, the vibration device is driven by the ChikaraSatoshichi data functional data is obtained by the fact that the. 路面計画手順においては、標準力覚値データと、運転力覚値データ及び官能データとにより、標準路面を所定の程度に改善された計画道路が設計される。 In road planning procedure, and the standard power objective value data, by a driving force objective value data and functional data, improved planned road is designed standard road surface a predetermined degree. さらに、計画力覚値取得手順において、標準車両が、計画道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける計画力覚値が求められ、計画路面データ取得手順において、仮想運転試験装置を用いて、計画運転力覚値データが求められると共に計画運転力覚値データに基づいて振動装置が駆動され、それにより運転者が感じる計画官能データが求められる。 Further, in the planning force objective value acquisition procedure, standard vehicle, assuming the vehicle has traveled planned road at standard speed, a demand plan force objective value received at the driver's seat of a standard vehicle, in plan road data acquisition procedure, virtual using running test device, planning the operation force objective value vibration device on the basis of the planned operating force objective value data with data obtained are driven, planned functional data is sought thereby the driver feels. その結果、請求項1の発明によれば、現在の道路のデータに基づいて計画された計画道路のデータを客観的に評価することができるので、評価の客観性が確保され、適正な路面の評価が行われる。 As a result, according to the invention of claim 1, it is possible to objectively evaluate the data of the planned planned road based on the current road data, objectivity of evaluation is ensured, proper road evaluation is carried out.
【0073】 [0073]
また、測定ブロックを用いて、各計測位置にて第1連結棒及び第2連結棒のなす変位角度を求めて、変位角度の検出値と、角度検出位置の直前の計測位置での測定ブロックにおける各計測位置の既知の高さデータとに基づいて、フィルタ演算手法特にIIRフィルタ演算法を用いることにより、順次各計測位置での精度のよい高さデータを算出することができる。 Moreover, using the measurement block, in each at the measurement position seeking eggplant displacement angle of the first connecting rod and a second connecting rod, and the detection value of the displacement angle, measurement block at the measurement position immediately before the angular position detection based on the known height data of each measurement position, the filter calculation method particularly using an IIR filter operation process, it is possible to calculate the accurate height data sequentially each measurement position. 各計測位置での算出データを合せることにより、基準距離内の路面のプロファイルを、短いピッチの各計測位置毎に精密に得ることができる(請求項2,3の発明の効果)。 By matching the calculated data at each measurement position, the road profile in the reference distance can be obtained precisely for each measurement position of the short pitch (the effect of the invention according to claim 2 and 3).
【0074】 [0074]
また、測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた2箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた2つの光源を用い、2つの光源からの光線の路面上での交叉位置を横方向に移動させ、各交叉位置での各光源の光線と各光源間を結ぶ線とのなす角度である光線角度が求められ、光源間の距離と各光源の光線角度とから各交叉位置の横及び高さデータが簡単に算出される(請求項4の発明の効果)。 Further, at the front or the rear side of the measuring vehicle, with a transverse two light sources mounted to be rotatable about the longitudinal direction of the road at a predetermined distance apart two positions, the light from two light sources road moves the crossing position of the above laterally angle a is ray angle of the line connecting the light and the light sources of each light source at each crossing position is determined, the distance and the ray angle of each light source between the light source horizontal and height data are easily calculated for each intersecting position and a (the effect of the invention of claim 4).
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の一実施形態である路面の縦断プロファイルを求めるための用いられる測定車両Mに3台の測定ブロックを並列に取り付けた状態を平面視で示す模式図である。 The state of the three measurement block to the measurement vehicle M used for determining the longitudinal profile of the road surface, which is an embodiment mounted in parallel in the present invention; FIG is a schematic diagram showing in plan view.
【図2】測定車両に取り付けられる測定ブロックを概略的に示す正面図である。 [2] The measurement block attached to the measuring vehicle is a front view schematically showing.
【図3】同測定ブロックを概略的に示す平面図である。 3 is a plan view schematically showing the same measurement block.
【図4】測定ブロックにより基準距離での路面の凹凸を測定する方法について説明する説明図である。 4 is an explanatory view illustrating a method for measuring the unevenness of the road surface at the reference distance by measuring block.
【図5】路面の凹凸状態と基準距離内の各計測位置における高さデータとの関係を説明する説明図である。 5 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the height data at each measurement position in the irregularity and the reference distance of the road surface.
【図6】測定車両Mに、道路の路面Dの横断方向のプロファイルを計測するために用いる一対の光源を取り付けた状態を平面視で示す模式図である。 [6] the measurement vehicle M, is a schematic view showing a state of attaching the pair of light sources in a plan view used to measure the transverse profile of the road surface D of the road.
【図7】測定車両Mに一対の光源を取り付けた状態を背面から見た模式図である。 7 is a schematic view seen from the rear a state fitted with a pair of light sources in the measurement vehicle M.
【図8】路面の縦断プロファイルデータ及び横断プロファイルデータに基づいて求められた路面の三次元プロファイルデータを概略的に示す示す斜視図である。 8 is a perspective view showing schematically illustrating a three-dimensional profile data of the road surface determined on the basis of the longitudinal profile data and transverse profile data of the road surface.
【図9】測定車両Mのハンドル角度の測定及び前方の視野の撮影のための車両に搭載された計測制御系を平面視で示す模式図である。 [9] The measurement control system mounted on the vehicle for measurement and the front of the field of view of the shooting handle angle of the measurement vehicle M is a schematic diagram showing in plan view.
【図10】測定車両に加えられる上下方向の力覚値を求めるためのモデルを示す模式図である。 10 is a schematic diagram illustrating a model for determining the vertical ChikaraSatoshichi applied to measure the vehicle.
【図11】速度一定の標準状態で測定車両に加えられる上下方向の力覚値を求めるための演算構成を示すブロック図である。 11 is a block diagram illustrating an operation structure for determining the vertical ChikaraSatoshichi applied to the measured vehicle speed constant standard conditions.
【図12】ドライビングシミュレータを用いた運転者による測定車両の運転状態での三次元の力覚値を求めるための演算構成を概略的に示す模式図である。 12 is a schematic view schematically showing the operation structure for obtaining the three-dimensional ChikaraSatoshichi under operating conditions of the measuring vehicle by the driver using a driving simulator.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10A,10B,10C…測定ブロック、11,12,13…第1,第2,第3ローラ、11a,12a,13a…回転軸、14…第1連結棒、15…第2連結棒、18…ロータリエンコーダ(角度検出手段)、21…制御装置、22…プロファイル記憶装置、23…回転角度記憶装置、24…車両データ記憶装置、25,26…光源、27,28…ラインカメラ、29…道路データ記憶装置、31,32…ビデオカメラ、34…ビデオディスク記録装置、35…映写データ、38…演算装置、39…力覚値記憶装置、40…ドライビングシミュレータ、41…運転装置部、42…運転席、43…ハンドル、46…振動装置、50…速度演算装置、51…映写装置、52…スクリーン、53…プロジェクタ、54…映像再生装置、59…官能 10A, 10B, 10C ... measurement block, 11, 12, 13 ... first, second, third rollers, 11a, 12a, 13a ... rotation shaft, 14 ... first connecting rod, 15 ... second connecting rod, 18 ... rotary encoder (an angle detector), 21 ... controller, 22 ... profile storage device, 23 ... rotational angle storage unit, 24 ... vehicle data storage device, 25 ... light source, 27, 28 ... line camera, 29 ... road data storage device, 31, 32 ... video camera, 34 ... video disc recorder, 35 ... projection data, 38 ... computing unit, 39 ... ChikaraSatoshichi storage device, 40 ... driving simulator, 41 ... driving device portion, 42 ... driver's seat , 43 ... handle, 46 ... vibration device, 50 ... speed calculating unit, 51 ... projection apparatus, 52 ... screen, 53 ... projector, 54 ... video reproducing apparatus, 59 ... functional ータ記録装置、61…映像再生制御装置、62…演算駆動制御装置、63…力覚値記録装置。 Over data recording device, 61 ... image reproduction control apparatus 62 ... arithmetic drive controller, 63 ... ChikaraSatoshichi recording apparatus.

Claims (4)

  1. 現状道路の路面の縦方向のプロファイルを縦断プロファイル測定手段により求め、該現状道路の路面の横方向のプロファイルを該現状道路の縦方向の所定間隔毎に横断プロファイル測定手段により求め、該縦断プロファイル及び横断プロファイルデータに基づいてプロファイル演算手段により三次元プロファイルを求め、さらに測定車両により該現状道路を予め規定した標準速度で走行したときのハンドル回転角度である標準回転角度データを回転角度検出手段により求め、また測定車両により該現状道路を標準速度で走行したときの前方の視野を映写装置により映して映写データとする道路データ取得手順と、 Determined longitudinal profile of the road surface of the current road by longitudinal profile measuring means, determined by transverse profile measuring means transverse profile of the road surface of the developing-shaped road at predetermined intervals in the longitudinal direction of the developing-shaped road, said longitudinal cross-sectional profile and We obtain a three-dimensional profile by the profile calculating means based on the transverse profile data, determined by the rotation angle detecting means standard rotational angle data is a handle rotation angle when the vehicle travels at the standard speed that defines the developing shape road in advance by further measuring vehicle and a road data acquisition procedures that projection data reflects the projection apparatus in front of the field of view when traveling along the developing shaped road at standard speed by measuring the vehicle,
    前記三次元プロファイルデータ、前記標準回転角度データ及び路面の特性に関する道路データに基づいて、標準車両が前記現状道路を前記標準速度で走行したと想定して、該標準車両の運転席で受ける標準力覚値を力覚値演算手段により求める標準力覚値取得手順と、 Said three-dimensional profile data, based on the road data about the characteristics of the standard rotational angle data and the road surface, on the assumption that the standard vehicle travels the current road by the standard speed, the standard force received by the driver's seat of the standard vehicle and the standard power objective value acquisition procedure determined by ChikaraSatoshichi calculating means objective values,
    運転席と、運転者により操作されるハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルとを床面上に設けた運転装置部と、入力された力覚値に応じて前記運転席に三次元の振動を与える振動装置と、前記ハンドルの運転回転角度を検出する運転回転角度検出手段と、前記アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて該運転装置部の速度を算出する速度演算手段と、前記運転席の前方に広げられた広角度のスクリーンと、該スクリーンに映像を映すプロジェクタと、前記映写データに基づいて該プロジェクタに映像入力を送る映像再生装置とを備えた仮想運転試験装置を用い、 Vibration given a driver's seat, steering wheel operated by a driver, and a driving device portion provided with an accelerator pedal and the brake pedal on the floor surface, the vibration of the three-dimensional to the driver's seat in accordance with the input force value a device, and operating the rotational angle detecting means for detecting the operating angle of rotation of the handle, and speed calculating means for calculating a speed of the driving device portion in accordance with the depression amount of the accelerator pedal and the brake pedal, the front of the driver's seat and wide angle of the screen widened, and a projector that reflects an image on the screen, the virtual operation test apparatus and a video reproducing apparatus to send the video input to the projector based on the projection data using the,
    前記速度データと、前記標準回転角度データと運転回転角度データの回転角度差とに基づいて、映像再生制御手段により前記映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、 And the velocity data based on said the standard rotational angle data and rotational angle difference between the working rotational angle data, and controls the deflection of the left and right video reproduction speed and image of the image reproducing apparatus by the image reproduction control means,
    前記運転装置部における運転者の運転操作により、前記標準車両が前記現状道路を走行したと想定して、前記速度データ、前記運転回転角度データ及び前記道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、該標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して運転力覚値データとし、該運転力覚値データにより前記振動装置を駆動させると共に官能検知手段により運転者が感じる官能データを求める標準路面データ取得手順と、 The driver's driving operation in the operation system unit, assuming the standard vehicle travels the current road, the speed data, the working rotational angle data and on the basis of the road data, the arithmetic drive control means, and calculates the ChikaraSatoshichi received at the driver's seat of the standard vehicle and driving force objective value data, standard road seeking functional data felt by the driver by a sensory detection means with driving the vibration device by the driving force objective value data and data acquisition procedure,
    前記標準力覚値取得手順で得られた標準力覚値データと、前記標準路面データ取得手順で得られた運転力覚値データ及び官能データとにより前記標準路面を所定の程度に改善された計画道路を作成する路面計画手順と、 And the standard force objective value data obtained by said standard force objective value acquisition procedure, improved to the extent of the standard road prescribed by the resulting operating force objective value data and functional data in the standard road data acquisition procedure plan and the road surface planning steps to create a road,
    標準車両が、前記計画道路を前記標準速度で走行したと想定して、該標準車両の運転席で受ける計画力覚値を前記力覚値演算手段により求める計画力覚値取得手順と、 Standard vehicle, the planned road assuming that travels at the standard speed, the planned power objective value acquisition step of obtaining the planned power objective values ​​received at the driver's seat of the standard vehicle by the force objective values ​​calculating means,
    前記仮想運転試験装置を用いて、前記速度データと前記標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、前記映像再生制御手段により前記映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、前記標準車両が前記計画道路を走行したと想定して、前記速度データと前記運転回転角度データと前記道路データとに基づいて、前記演算駆動制御手段により、該標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して計画運転力覚値データとすると共に、該計画運転力覚値データにより前記振動装置を駆動させると共に前記官能検知手段により運転者が感じる計画官能データを求める計画路面データ取得手順ととからなることを特徴とする道路路面計画の評価方法。 Using the virtual running test device, on the basis of the speed data and the a standard rotational angle data and the difference between the working rotational angle data, by the image reproduction control unit to the video playback speed and image of the left and right of the video playback apparatus controlling the deflection, the assume standard vehicle travels the plan road, on the basis of the road data and the velocity data said the working rotational angle data, by said calculating drive control means, operation of the standard vehicle with the planned driving force objective value data by calculating a ChikaraSatoshichi receiving seats, plans for obtaining the planning functional data felt by the driver by the functional detecting means together with driving the vibration device by the planned operating force objective value data evaluation method of road surface planning, characterized in that it consists of road data acquisition procedure Toto.
  2. 前記路面縦断プロファイル測定手段による測定方法が、 Measurement method according to the road longitudinal profile measurement means,
    同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を同一直線方向に合わせて円盤状の第1ローラ、第2ローラ及び第3ローラを配設し、前記第1及び第2ローラの各回転軸に取り付けられて該第1及び第2ローラを回転自在に連結する第1連結棒と、前記第2及び第3ローラの各回転軸に取り付けられて該第2及び第3ローラを回転自在に連結する第2連結棒と、前記ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、前記第1連結棒と前記第2連結棒が互いに真直な状態から回動したときの変位角度を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックを用い、該測定ブロックを前記測定車両に連結部材によって路面に向けて付勢するように弾性的に取付け、 A disk-shaped first roller combined and rotational direction at a predetermined distance in a straight line collinear direction, the second roller and the third roller disposed to each rotation shaft of the first and second rollers attached to a first connecting rod for rotatably coupling the first and second rollers, rotatably connected to said second and third rollers mounted on respective rotation axes of the second and third rollers a second connecting rod, a distance measuring means for measuring a moving distance of the roller, an angle detection means for detecting a displacement angle when the said first connecting rod second connecting rod is pivoted from each other straight state using the measurement block formed by providing a resiliently mounted to urge the measurement block to the road surface by a connecting member to the measuring vehicle,
    前記第1及び第2連結棒が真直状態での前記第1ローラ及び第3ローラの中心間寸法を基準距離として、該基準距離を複数点に分割した複数の計測位置を決め、 As the first roller and the reference distance between the centers dimension of the third roller in the straightness condition the first and second connecting rods, determining a plurality of measurement positions obtained by dividing the reference distance to a plurality of points,
    前記測定ブロックが路面の縦方向に前記基準距離を通るときに進行方向先頭のローラが前記計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて前記第1及び第2連結棒のなす変位角度を前記角度検出手段により検出し、該角度検出手段による変位角度検出値と前記測定ブロックが直前の計測位置に在るときの該測定ブロックにおける各計測位置での既知の高さデータとに基づいてフィルタ演算手法を用いて各計測位置での路面の高さデータを算出することにより該基準距離の単位路面プロファイルを求め、路面の縦方向全体にわたって連続した単位路面プロファイルを集積することにより行われることを特徴とする前記請求項1に記載の道路路面計画の評価方法。 Every time the measurement block traveling direction the head of the roller when the passing through the reference distance in the longitudinal direction of the road surface is sequentially reaches the measurement position, the eggplant displacement angle of the first and second connecting rod at each measurement position the detected by the angle detection means, the filter based on the known height data at each measurement position in the measurement block when the measurement block and the displacement angle value detected by said angle detecting means is in the measuring position immediately before using the computing method determined the unit road profile of the reference distance by calculating the height data of the road surface at each measurement position, to be performed by the integration of the unit road profile which is continuous throughout the longitudinal direction of the road surface evaluation method of road surface plans according to claim 1, wherein.
  3. 前記フィルタ演算手法が、無限インパルス応答フィルタ演算法であることを特徴とする請求項2に記載の道路路面計画の評価方法。 The filter calculation method is the method of evaluating road surface plan of claim 2, characterized in that an infinite impulse response filter operation method.
  4. 前記路面横断プロファイル測定手段による測定方法が、 Measurement method according to the road crossing profile measuring means,
    測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた2箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた2つの光源を用いて、該光源からの光線を路面の横方向に移動させ、濃淡画像濃度マッチング法に基づいて該2つの光源からの光線の路面上での交叉位置を決めると共に各交叉位置での各光源からの光線と両光源間を結ぶ線とのなす内角度である各光線角度を求め、前記光源間の距離と各光線角度とから各交叉位置の横及び高さのデータを算出することにより行われることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の道路路面計画の評価方法。 At front or rear of the measuring vehicle, with a transverse two light sources mounted to be rotatable about the longitudinal direction of the road at a predetermined distance apart two positions, the light from the light source of the road surface horizontal It is moved in the direction, formed between the light beam and the line connecting between the light source from the light sources at each crossing position with based on the grayscale image density matching method determines the crossing position on the road surface of the light rays from the two light sources any internal angle seek each ray angle is, of claims 1 to 3, characterized in that is carried out by calculating the data of the horizontal and height of each crossing position from the distance and the ray angle between the light source evaluation method of road surface plan according to any one of claims.
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