JP2014084033A - 安定性評価システム、および安定性評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による安定性評価システムは、車両および該車両を操縦する操縦主体の合成重心位置を特定可能に配置された重心識別特徴と、車両の車輪が走行面に接する点である接地点を特定可能な接地点識別特徴と、少なくとも2台の撮像装置と、撮像された画像に基づいて、合成重心位置を算出し、且つ、接地点識別特徴の位置情報から接地点を算出して、車両の安定性評価指標として提供する安定性評価装置と、を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明による安定性評価システムの一例を説明する図である。本実施形態では、車両を自転車として、また、操縦主体を操縦者(ヒト)として説明する。図1に示す安定性評価システム1は、自転車2の前輪3に取り付けられた接地点識別特徴4Aおよび4B、後輪5に取り付けられた接地点識別特徴6Aおよび6B、撮像装置7Aおよび7B、ならびに安定性評価装置8を備える。なお、自転車2は操縦者9によって操縦される。
車両重心識別特徴11は、車両の重心位置を特定可能に配置される。例えば、車両重心識別特徴11は、自転車2のハンドル、フレーム、および静止状態(ハンドルがまっすぐの状態)における自転車2の重心位置に付されている。図1では明確のため、操縦主体重心識別特徴10は、頭部に付した操縦主体重心識別特徴10についてのみ、車両重心識別特徴11は、静止状態における自転車2の重心位置に付した車両重心識別特徴11についてのみ、参照符号を付して図示する。
[接地点計算処理]
図3は、図2のステップS03における接地点計算処理の一例を説明する図である。本例では、接地点識別特徴6Aおよび6Bは、車輪の中心軸線15上で回転面16の両側に回転中心Oから等距離離隔した位置に配置された2つの例えば小球状のマーカーとして構成される。取付部材20は、例えば治具により構成される。図3は、後輪5を正面から見た図であり、接地点識別特徴(小球状マーカー)6Aおよび6Bは、後輪5の回転中心Oから後輪5の両側に向かって、回転面16に対して垂直に等距離で突出する取付部材20に対して取り付けられる。なお、前輪3の接地点識別特徴4Aおよび4Bについても同様に配置されている。
安定性評価装置8は、まず、操縦主体重心識別特徴10の位置情報に基づいて操縦者9の重心位置を特定し、車両重心識別特徴11の位置情報に基づいて自転車2(車両)の重心位置を特定する。操縦者9の重心位置は、人体特性に基づく各体節の重心位置の計測結果を合成することにより特定する。自転車2の重心位置は、例えば、懸垂法や秤量法により求めた静止状態における自転車2の重心位置と、ハンドルやフレームに付された車両重心識別特徴11の走行中の位置情報と、に基づいて特定する。
Ma・g・Xa+Mb・g・Xb−(Ma+Mb)・g・Xg=0 (g:重力加速度)
が満たされるはずである。したがって、合成重心位置のX座標は、
Xg=(Ma・Xa+Mb・Xb)/(Ma+Mb)
として算出することができる。同様にしてYg,Zgも下式により算出することができる。
Yg=(Ma・Ya+Mb・Yb)/(Ma+Mb)
Zg=(Ma・Za+Mb・Zb)/(Ma+Mb)
y1=A1sinωt
y2=A2sin(ωt+δ)
ここで、A1はバンク角振幅値、A2は重心変位振幅値、ωは角周波数、tは時間、δは位相差である。
y1/A1=sinωt
y2/A2=sin(ωt+δ)
ここで、リサージュ図形により定義される楕円面積について平均化処理を行うことは困難であるため、本実施形態による安定性評価装置8では、例えば、y1=y2からの距離xiの平均値を下式により算出して、位相差PDとする。
Claims (10)
- 走行面を走行中の車両の安定性を評価する安定性評価システムであって、
前記車両および該車両を操縦する操縦主体の合成重心位置を特定可能に配置された重心識別特徴と、
前記車両の車輪が前記走行面に接する点である接地点を特定可能な接地点識別特徴であって、前記車輪の回転中心を含む回転面と、該回転中心を通り前記回転面に対して垂直な中心軸線とを検出可能に配置された、接地点識別特徴と、
前記走行面、前記重心識別特徴、および前記接地点識別特徴を撮像する少なくとも2台の撮像装置と、
前記少なくとも2台の撮像装置により撮像した画像に基づいて、前記合成重心位置を算出し、且つ、前記接地点識別特徴の位置情報から接地点を算出して、少なくとも前記合成重心位置および前記接地点を含む前記車両の安定性評価指標として提供する安定性評価装置と、を備えることを特徴とする、安定性評価システム。 - 前記重心識別特徴は、前記車両の重心位置を特定可能な車両重心識別特徴と、前記操縦主体の重心位置を特定可能な操縦主体重心識別特徴とを含み、
前記安定性評価装置は、前記車両重心識別特徴および前記操縦主体重心識別特徴の位置情報に基づいて、前記合成重心位置を算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の安定性評価システム。 - 前記安定性評価装置は、前記画像に基づいて、前記中心軸線および前記回転面を算出し、該回転面と前記走行面に対して鉛直投影した前記中心軸線とが交差する点を、前記接地点として算出することを特徴とする、請求項1または2に記載の安定性評価システム。
- 前記車両は二輪車であり、
前記安定性評価装置は、前記二輪車の前輪および後輪についてそれぞれ算出した前記接地点を結ぶ直線を接地線として算出し、該接地線と、前記走行面に対して投影した前記合成重心位置との距離である重心変位量を算出し、または、
90度から前記回転面と前記走行面とが成す角度を減じた角度である、前記車両のバンク角を算出して、前記重心変位量および前記バンク角を前記車両の安定性評価指標として提供することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の安定性評価システム。 - 前記安定性評価装置は、
前記重心変位量の時系列変化および前記バンク角の時系列変化を算出し、
前記重心変位量の時系列変化から重心変位量時系列波形を取得して、該重心変位量時系列波形に基づいて重心変位量の振幅値を算出し、且つ、
前記バンク角の時系列変化からバンク角時系列波形を取得して、該バンク角時系列波形と前記重心変位量時系列波形との位相差を算出して、
前記振幅値および前記位相差を前記車両の安定性評価指標として提供する、
ことを特徴とする、請求項4に記載の安定性評価システム。 - 前記車両重心識別特徴は、前記車両のハンドル舵角を検出可能に配置されたハンドル舵角識別特徴を含み、 前記安定性評価装置は、前記ハンドル舵角識別特徴の位置情報から、ハンドル舵角を算出して、該ハンドル舵角を前記車両の安定性評価指標として提供する、ことを特徴とする、請求項2〜5のいずれか1項に記載の安定性評価システム。
- 前記安定性評価装置は、走行中の前記車両に対して前記走行面から作用する走行面反力のうち、前記車両の進行方向に対して垂直方向に作用する走行面反力を算出して、該走行面反力を前記車両の安定性評価指標として提供する、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の安定性評価システム。 - 前記安定性評価装置は、前記車両の進行方向と前記回転面とが成す角度を、走行中の前記車両のスリップアングルとして算出して、該スリップアングルを前記車両の安定性評価指標として提供することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の安定性評価システム。
- 走行面を走行中の二輪車の安定性を評価する安定性評価システムであって、
前記車両および該車両を操縦する操縦主体の合成重心位置を特定可能に配置された重心識別特徴と、
前記車両の車輪が前記走行面に接する点である接地点を特定可能な接地点識別特徴であって、前記車輪の回転中心を含む回転面と、該回転中心を通り前記回転面に対して垂直な中心軸線とを検出可能に配置された、接地点識別特徴と、
前記車両のハンドル舵角を検出可能に配置された、ハンドル舵角識別特徴と、
前記走行面、前記重心識別特徴、前記接地点識別特徴、および前記ハンドル舵角識別特徴を撮像する少なくとも2台の撮像装置と、
前記少なくとも2台の撮像装置により撮像した画像に基づいて、前記合成重心位置を算出し、且つ、前記接地点識別特徴の位置情報から接地点を算出して、前記合成重心位置および前記接地点を前記車両の安定性評価指標として提供する安定性評価装置とを備え、
前記安定性評価装置は、
前記二輪車の前輪および後輪についてそれぞれ算出した前記接地点を結ぶ直線を接地線として算出し、該接地線と、前記走行面に対して投影した前記合成重心位置との距離である重心変位量を算出し、さらに、90度から前記回転面と前記走行面とが成す角度を減じて、前記車両のバンク角を算出し、
前記ハンドル舵角識別特徴の位置情報から、ハンドル舵角を算出し、
走行中の前記車両に対して前記走行面から作用する走行面反力のうち、前記車両の進行方向に対して垂直方向に作用する走行面反力を算出し、または
前記車両の進行方向と前記回転面とが成す角度を、走行中の前記車両のスリップアングルとして算出して、これらの算出結果に基づき、
前記重心変位量の時系列変化から重心変位量時系列波形を取得して、該重心変位量時系列波形に基づいて重心変位量の振幅値を算出し、および、
前記バンク角、前記ハンドル舵角、前記車両の進行方向に対して垂直方向に作用する走行面反力、および前記スリップアングルのうちの1つまたは2つの時系列変化から時系列波形を取得して、該1つまたは2つの時系列波形および前記重心変位量時系列波形のうちの2つの時系列波形について位相差を算出して、
少なくとも前記振幅値および前記位相差を含む前記車両の安定性評価指標として提供することを特徴とする安定性評価システム。 - 走行面を走行中の車両の安定性を評価する安定性評価方法であって、
前記走行面と、前記車両および該車両を操縦する操縦主体の合成重心位置を特定可能に配置された重心識別特徴と、
前記車両の車輪が前記走行面に接する点である接地点を特定可能な接地点識別特徴であって、前記車輪の回転中心を含む回転面と、該回転中心を通り前記回転面に対して垂直な中心軸線とを検出可能に配置された、接地点識別特徴とを撮像するステップと、
撮像された画像に基づいて、前記合成重心位置を算出し、且つ、前記接地点識別特徴の位置情報から接地点を算出して、少なくとも前記合成重心位置および前記接地点を含む前記車両の安定性評価指標として提供するステップとを含むことを特徴とする、安定性評価方法。
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JP2002087310A (ja) * | 2000-04-18 | 2002-03-27 | Soc D Technologie Michelin | 横方向力の測定に基づいた車両軌道へのアクション |
JP2006235807A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両用被認識装置 |
JP2010012903A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Toshio Asaumi | 自動二輪車のブレーキ制御装置 |
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2012
- 2012-10-25 JP JP2012235822A patent/JP6018878B2/ja active Active
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