JP2015229433A - Road surface condition detection device and road surface condition detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、路面の状態を検出する路面状態検出装置及び路面状態検出システムに関する。 The present invention relates to a road surface state detection device and a road surface state detection system for detecting a road surface state.
亀裂や凹凸が存在する路面を車両が走行すると、タイヤの摩耗が過度に進行したり、車両の振動が大きくなり、乗り心地が悪化する。そこで、例えば、特許文献１では、路面の凹凸の変化を車輪回転速度の変化によって検出し、凹凸に応じた車両制御が行われるようにしている。 When a vehicle travels on a road surface with cracks and irregularities, tire wear progresses excessively, vehicle vibration increases, and riding comfort deteriorates. Therefore, for example, in Patent Document 1, a change in road surface unevenness is detected by a change in wheel rotation speed, and vehicle control corresponding to the unevenness is performed.
ところが、特許文献１の路面状態検出装置は、車両が凹凸や亀裂を走行して路面状態を検出した後に車両を制御するものであって、凹凸や亀裂の走行前に予め路面状態を取得することができない。 However, the road surface state detection device of Patent Document 1 controls the vehicle after the vehicle travels on unevenness and cracks and detects the road surface state, and acquires the road surface state in advance before traveling on unevenness and cracks. I can't.
本発明の目的は、走行前の路面の状態を取得することができる路面状態検出装置及び路面状態検出システムを提供することにある。 The objective of this invention is providing the road surface state detection apparatus and road surface state detection system which can acquire the state of the road surface before driving | running | working.
上記課題を解決する路面状態検出装置は、車両に設けられるとともに路面の状態を検出する路面状態検出装置であって、前記車両の車輪と一体となって回転して自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサによって検出された加速度検出値から路面状態を推定する路面状態推定部と、前記車両の位置を検出するＧＰＳ装置と、前記路面状態推定部によって推定された路面状態推定情報及び前記ＧＰＳ装置によって検出された前記車両の位置情報を、ネットワーク接続されたサーバーに送信する送信機と、前記サーバーから送信される路面状態の情報を受信する受信機と、を備える。 A road surface state detection device that solves the above problem is a road surface state detection device that is provided in a vehicle and detects the state of the road surface, and detects acceleration that acts on itself by rotating integrally with the wheels of the vehicle. An acceleration sensor; a road surface state estimation unit that estimates a road surface state from an acceleration detection value detected by the acceleration sensor; a GPS device that detects a position of the vehicle; and road surface state estimation information estimated by the road surface state estimation unit. And a transmitter that transmits the position information of the vehicle detected by the GPS device to a server connected to a network, and a receiver that receives road surface state information transmitted from the server.
これによれば、車両が走行すると、路面状態検出装置は、加速度センサの検出値から路面状態を推定し、路面状態推定情報と車両の位置情報とを送信機からサーバーに送信する。このため、サーバーには、複数の車両から送られた路面状態に関する情報が蓄積されている。そして、サーバーに蓄積された路面状態に関する情報を受信機によって受信すれば、ＧＰＳ装置によって位置を認識することで、サーバーから送信された情報を用いて、走行位置周辺での路面の状態を走行前に取得することができる。 According to this, when the vehicle travels, the road surface state detection device estimates the road surface state from the detection value of the acceleration sensor, and transmits the road surface state estimation information and the vehicle position information from the transmitter to the server. For this reason, the information regarding the road surface state sent from a plurality of vehicles is accumulated in the server. If the information related to the road surface condition accumulated in the server is received by the receiver, the position is recognized by the GPS device, and the information transmitted from the server is used to determine the road surface condition around the travel position before the travel. Can be obtained.
上記路面状態検出装置について、前記路面を撮影可能なカメラを備え、前記路面状態推定部は、前記加速度検出値に加え、前記カメラによって撮影された路面画像から路面状態を推定することが好ましい。 It is preferable that the road surface state detection apparatus includes a camera capable of photographing the road surface, and the road surface state estimation unit estimates a road surface state from a road surface image photographed by the camera in addition to the acceleration detection value.
これによれば、加速度センサの加速度検出値に加えて、カメラによって撮影された路面の画像から路面状態を推定することができる。
上記課題を解決する路面状態検出システムは、路面の状態を検出するとともに検出された路面状態の情報を車両に送信する路面状態検出システムであって、請求項１又は請求項２に記載の路面状態検出装置と、前記路面状態検出装置とネットワーク接続されたサーバーと、を備える。
According to this, in addition to the acceleration detection value of the acceleration sensor, the road surface state can be estimated from the road surface image taken by the camera.
A road surface state detection system that solves the above-described problem is a road surface state detection system that detects a road surface state and transmits information on the detected road surface state to a vehicle, and the road surface state according to claim 1 or 2. A detection device; and a server connected to the road surface state detection device via a network.
これによれば、路面状態検出装置は、加速度検出値から路面状態を推定し、サーバーに送信するため、複数の車両が推定した路面情報を共有することができる。 According to this, since the road surface state detection apparatus estimates the road surface state from the acceleration detection value and transmits it to the server, the road surface information estimated by a plurality of vehicles can be shared.
本発明によれば、走行前の路面の状態を取得することができる。 According to the present invention, the state of the road surface before traveling can be acquired.
以下、路面状態検出装置及び路面状態検出システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、路面状態検出装置１０は、タイヤ状態監視装置２０と、カーナビゲーションシステム４１と、タイヤ状態監視装置２０及びカーナビゲーションシステム４１の制御を行う制御ユニット５１と、制御ユニット５１に接続された送信機５２とを備えている。また、車両１１には、カメラ５３が搭載されている。このカメラ５３は、例えば、バックカメラや、衝突被害軽減ブレーキに用いられるカメラである。
Hereinafter, an embodiment of a road surface state detection device and a road surface state detection system will be described.
As shown in FIG. 1, the road surface state detection device 10 includes a tire state monitoring device 20, a car navigation system 41, a control unit 51 that controls the tire state monitoring device 20 and the car navigation system 41, and a control unit 51. And a connected transmitter 52. The vehicle 11 is equipped with a camera 53. The camera 53 is, for example, a camera used for a back camera or a collision damage reduction brake.
タイヤ状態監視装置２０は、車両１１の４つの車輪１２にそれぞれ取り付けられる４つのセンサユニット２１と、車両１１の車体に設置される受信ユニット３０とを備えている。各車輪１２は、車両用ホイール１３と、この車両用ホイール１３に装着されたタイヤ１４とを含む。 The tire condition monitoring device 20 includes four sensor units 21 that are respectively attached to the four wheels 12 of the vehicle 11, and a receiving unit 30 that is installed on the vehicle body of the vehicle 11. Each wheel 12 includes a vehicle wheel 13 and a tire 14 attached to the vehicle wheel 13.
センサユニット２１は、タイヤ１４の内部空間に配置されるように、そのタイヤ１４が装着された車両用ホイール１３に対して取り付けられている。各センサユニット２１は、対応するタイヤ１４の状態（タイヤ空気圧及びタイヤ内温度）を検出して、検出されたタイヤ情報を一定時間毎に受信ユニット３０に無線送信する。 The sensor unit 21 is attached to the vehicle wheel 13 to which the tire 14 is attached so as to be disposed in the internal space of the tire 14. Each sensor unit 21 detects the state of the corresponding tire 14 (tire pressure and temperature in the tire), and wirelessly transmits the detected tire information to the receiving unit 30 at regular intervals.
図２に示すように、各センサユニット２１は、圧力センサ２２、温度センサ２３、加速度センサ２４、センサユニットコントローラ２５、ＲＦ送信回路２６、バッテリ２７及び送信アンテナ２８を備えている。センサユニット２１は、バッテリ２７によって動作する。センサユニットコントローラ２５はセンサユニット２１の動作を統括的に制御する。圧力センサ２２は、対応するタイヤ１４内の圧力（タイヤ空気圧）を検出して、その検出によって得られたタイヤ空気圧の検出値をセンサユニットコントローラ２５に出力する。温度センサ２３は、対応するタイヤ１４内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内温度の検出値をセンサユニットコントローラ２５に出力する。 As shown in FIG. 2, each sensor unit 21 includes a pressure sensor 22, a temperature sensor 23, an acceleration sensor 24, a sensor unit controller 25, an RF transmission circuit 26, a battery 27, and a transmission antenna 28. The sensor unit 21 is operated by the battery 27. The sensor unit controller 25 comprehensively controls the operation of the sensor unit 21. The pressure sensor 22 detects the pressure (tire pressure) in the corresponding tire 14 and outputs a detected value of the tire pressure obtained by the detection to the sensor unit controller 25. The temperature sensor 23 detects the temperature in the corresponding tire 14 (in-tire temperature), and outputs the detected value of the in-tire temperature obtained by the detection to the sensor unit controller 25.
センサユニットコントローラ２５は、ＣＰＵ、記憶部２５ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）及びタイマ２５ｂを含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部２５ａには各センサユニット２１に固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各センサユニット２１を受信ユニット３０において識別するために使用される情報である。 The sensor unit controller 25 includes a CPU, a microcomputer including a storage unit 25a (RAM, ROM, etc.) and a timer 25b. An ID code that is identification information unique to each sensor unit 21 is registered in the storage unit 25a. Yes. This ID code is information used to identify each sensor unit 21 in the receiving unit 30.
加速度センサ２４は、例えば、ピエゾ抵抗型や静電容量型の加速度センサとして周知のものであり、加速度に応じた加速度検出値を発生して出力する。加速度センサ２４は、検出軸に沿った方向の加速度成分を検出可能な加速度センサが用いられ、この加速度センサ２４によって加速度が検出されるようになっている。センサユニットコントローラ２５は、一定の取得頻度（例えば、数秒間隔）で、加速度センサ２４の検出値（加速度検出値）を取得している。 The acceleration sensor 24 is known as, for example, a piezoresistive type or a capacitance type acceleration sensor, and generates and outputs an acceleration detection value corresponding to the acceleration. As the acceleration sensor 24, an acceleration sensor capable of detecting an acceleration component in a direction along the detection axis is used, and the acceleration is detected by the acceleration sensor 24. The sensor unit controller 25 acquires the detection value (acceleration detection value) of the acceleration sensor 24 at a constant acquisition frequency (for example, every several seconds).
図３に示すように、本実施形態では、加速度センサ２４として３軸の加速度センサ２４が用いられている。加速度センサ２４の３つの検出軸をそれぞれ、Ｘ軸２４ａ、Ｙ軸２４ｂ、Ｚ軸２４ｃとする。加速度センサ２４は、車輪１２の最上位置（又は最下位置）に設けられたときに、Ｘ軸２４ａの軸方向が車両１１の進行方向（車両１１の前後方向）と同一方向となり、Ｙ軸２４ｂの軸方向が車輪１２の軸方向（車両１１の左右方向）と同一方向となり、Ｚ軸２４ｃの軸方向が鉛直方向（車両１１の上下方向）と同一方向となるように設けられている。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, a triaxial acceleration sensor 24 is used as the acceleration sensor 24. The three detection axes of the acceleration sensor 24 are an X axis 24a, a Y axis 24b, and a Z axis 24c, respectively. When the acceleration sensor 24 is provided at the uppermost position (or the lowermost position) of the wheel 12, the axial direction of the X axis 24a is the same as the traveling direction of the vehicle 11 (the longitudinal direction of the vehicle 11), and the Y axis 24b The axial direction of the wheel 12 is the same as the axial direction of the wheel 12 (the left-right direction of the vehicle 11), and the axial direction of the Z-axis 24c is the same direction as the vertical direction (the vertical direction of the vehicle 11).
加速度センサ２４は、Ｚ軸２４ｃに沿った加速度検出値として、遠心加速度と重力加速度とを検出している。このため、車両１１の速度が速くなると、遠心加速度が大きくなり、Ｚ軸２４ｃに沿った加速度検出値（以下、Ｚ軸検出値）は大きくなる。センサユニットコントローラ２５は、Ｚ軸検出値が予め設定されたＺ軸閾値を超えたときに、車両１１が走行していると判断する。 The acceleration sensor 24 detects centrifugal acceleration and gravitational acceleration as acceleration detection values along the Z axis 24c. For this reason, when the speed of the vehicle 11 increases, the centrifugal acceleration increases, and the acceleration detection value (hereinafter referred to as the Z-axis detection value) along the Z-axis 24c increases. The sensor unit controller 25 determines that the vehicle 11 is traveling when the Z-axis detection value exceeds a preset Z-axis threshold value.
また、センサユニットコントローラ２５は、Ｘ軸２４ａに沿って検出される加速度検出値（以下、Ｘ軸検出値）及びＹ軸２４ｂに沿って検出される加速度検出値（以下、Ｙ軸検出値）から路面の状態を推定する。以下、図４〜図６にしたがって、路面の状態の推定方法について説明する。図４〜図６では、車両１１が直進しているときの加速度センサ２４の検出値（Ｇ）を模式的に示している。 Further, the sensor unit controller 25 uses an acceleration detection value detected along the X axis 24a (hereinafter referred to as X axis detection value) and an acceleration detection value detected along the Y axis 24b (hereinafter referred to as Y axis detection value). Estimate the road surface condition. Hereinafter, the road surface state estimating method will be described with reference to FIGS. 4 to 6 schematically show the detection value (G) of the acceleration sensor 24 when the vehicle 11 is traveling straight.
図４に示すように、加速度センサ２４は、Ｘ軸検出値として重力加速度を検出している。車輪１２が回転すると、遠心加速度は、Ｘ軸２４ａの軸方向と直交する方向に作用するため、Ｘ軸２４ａでは理論上、重力加速度のみが検出される。重力加速度の変化は、車両１１の速度（車輪１２の回転速度）に関わらず、車輪１２が１回転する間に＋１Ｇ〜−１Ｇ変化する。また、加速度センサ２４は、Ｙ軸検出値として車両１１の左右方向への加速度を検出している。このため、車両１１が直進している場合、理論上、Ｙ軸２４ｂには加速度が加わらない。なお、実際には、加速度センサ２４の取付精度などで、Ｘ軸検出値には遠心加速度や、左右方向への加速度による成分が僅かに含まれ、Ｙ軸検出値には、遠心加速度や重力加速度による成分が僅かに含まれる。また、Ｘ軸検出値及びＹ軸検出値には、車両１１の走行に伴うノイズが含まれる。 As shown in FIG. 4, the acceleration sensor 24 detects gravitational acceleration as an X-axis detection value. When the wheel 12 rotates, the centrifugal acceleration acts in a direction orthogonal to the axial direction of the X axis 24a, so that only the gravitational acceleration is theoretically detected on the X axis 24a. The change in the gravitational acceleration changes from + 1G to -1G during one rotation of the wheel 12, regardless of the speed of the vehicle 11 (the rotation speed of the wheel 12). The acceleration sensor 24 detects the acceleration in the left-right direction of the vehicle 11 as the Y-axis detection value. For this reason, when the vehicle 11 is traveling straight, theoretically no acceleration is applied to the Y-axis 24b. Actually, due to the mounting accuracy of the acceleration sensor 24, the X-axis detection value includes a slight component due to centrifugal acceleration or acceleration in the left-right direction, and the Y-axis detection value includes centrifugal acceleration or gravitational acceleration. The component by is contained slightly. Further, the X-axis detection value and the Y-axis detection value include noise accompanying the traveling of the vehicle 11.
図５に示すように、時刻ｔ１で亀裂や、段差などを車両１１が通過する場合、車輪１２の亀裂への進入や段差からの落下によって下方に向けた加速度が作用する。また、亀裂からの脱出や、段差への乗り上げによって上方に向けた加速度が作用する。加速度センサ２４は、亀裂や段差の通過に伴う車両１１の上下動をＸ軸加速度として検出する。すると、Ｘ軸検出値が短時間の間に急激に変化する。センサユニットコントローラ２５による検出値の取得頻度の間の変化量にはＸ軸閾値が設定されており、変化量がＸ軸閾値を超えたときには、センサユニットコントローラ２５は、路面に亀裂や段差が存在していると推定する。したがって、センサユニットコントローラ２５が、路面状態を推定する路面状態推定部として機能している。 As shown in FIG. 5, when the vehicle 11 passes through a crack, a step, or the like at time t <b> 1, a downward acceleration acts due to the wheel 12 entering the crack or dropping from the step. Further, upward acceleration acts by escape from the cracks and climbing on the steps. The acceleration sensor 24 detects the vertical movement of the vehicle 11 accompanying the passage of a crack or a step as an X-axis acceleration. Then, the X-axis detection value changes rapidly in a short time. An X-axis threshold is set for the amount of change between the detection values of the detection values obtained by the sensor unit controller 25. When the amount of change exceeds the X-axis threshold, the sensor unit controller 25 has a crack or a step on the road surface. Estimate that Therefore, the sensor unit controller 25 functions as a road surface state estimation unit that estimates the road surface state.
また、亀裂や、段差などによって車両１１が左右方向に移動したり、運転者が亀裂や段差などを回避しようとして車両１１を左右方向に移動させると、Ｙ軸検出値が急激に変化する。Ｘ軸検出値の場合と同様に、センサユニットコントローラ２５による検出値の取得頻度の間のＹ軸検出値の変化量にはＹ軸閾値が設定されており、Ｙ軸検出値の変化量がＹ軸閾値を超えたときには、センサユニットコントローラ２５は、路面に亀裂や段差が存在していると推定する。Ｘ軸閾値及びＹ軸閾値は、路面の通常の起伏による検出値の変化量に比べて大きな変化量が設定され、路面の通常の起伏よりも大きな亀裂や段差を車両１１が通過したときに変化量がＸ軸閾値及びＹ軸閾値を超えるように設定される。 Further, if the vehicle 11 moves in the left-right direction due to a crack or a step, or if the driver moves the vehicle 11 in the left-right direction so as to avoid the crack or the step, the Y-axis detection value changes rapidly. As in the case of the X-axis detection value, a Y-axis threshold value is set for the amount of change in the Y-axis detection value during the detection value acquisition frequency by the sensor unit controller 25, and the amount of change in the Y-axis detection value is Y When the axis threshold value is exceeded, the sensor unit controller 25 estimates that a crack or a step exists on the road surface. The X-axis threshold value and the Y-axis threshold value are set to a large amount of change compared to the amount of change in the detected value due to the normal road surface undulation, and change when the vehicle 11 passes through a crack or a step larger than the normal road surface undulation. The amount is set to exceed the X-axis threshold and the Y-axis threshold.
図６に示すように、車両１１が凹凸状態の路面（悪路）、すなわち、段差が連続的に存在する路面を通過する場合、Ｘ軸検出値の変化量及びＹ軸検出値の変化量は、連続して閾値を超える。センサユニットコントローラ２５は、予め定められた所定期間内に、Ｘ軸検出値の変化量及びＹ軸検出値の変化量が複数回閾値（Ｘ軸閾値及びＹ軸閾値）を超えた場合には路面に凹凸が存在していると推定する。この所定期間は、任意に設定することができ、数秒など、段差が短い間隔で存在しているときに連続して変化量が閾値（Ｘ軸閾値及びＹ軸閾値）を超えるような時間に設定される。なお、本実施形態では、Ｘ軸検出値及びＹ軸検出値の両方で路面状態を推定しており、Ｘ軸検出値及びＹ軸検出値の少なくともいずれか一方が、閾値（Ｘ軸閾値及びＹ軸閾値）を超えれば、路面に亀裂や段差、凹凸などが存在していると推定している。 As shown in FIG. 6, when the vehicle 11 passes through an uneven road surface (bad road), that is, a road surface where steps are continuously present, the amount of change in the X-axis detection value and the amount of change in the Y-axis detection value are , Continuously exceed the threshold. The sensor unit controller 25 determines the road surface when the change amount of the X-axis detection value and the change amount of the Y-axis detection value exceed the threshold values (X-axis threshold value and Y-axis threshold value) a plurality of times within a predetermined period. It is presumed that there are irregularities on the surface. This predetermined period can be set arbitrarily, and is set to a time such that the amount of change continuously exceeds a threshold value (X-axis threshold value and Y-axis threshold value) when steps are present at short intervals, such as several seconds. Is done. In the present embodiment, the road surface state is estimated using both the X-axis detection value and the Y-axis detection value, and at least one of the X-axis detection value and the Y-axis detection value is a threshold value (the X-axis threshold value and the Y-axis detection value). If it exceeds the (axis threshold), it is estimated that there are cracks, steps, irregularities, etc. on the road surface.
センサユニットコントローラ２５は、Ｚ軸検出値がＺ軸閾値を超えた場合、すなわち、車両１１が走行している場合、一定時間毎にタイヤ空気圧情報、タイヤ内温度情報及びＩＤコードを含むデータを、ＲＦ送信回路２６に出力する。ＲＦ送信回路２６は、センサユニットコントローラ２５からのデータを変調して送信信号を生成し、送信信号を送信アンテナ２８から無線送信する。 When the Z-axis detection value exceeds the Z-axis threshold value, that is, when the vehicle 11 is traveling, the sensor unit controller 25 stores data including tire pressure information, tire temperature information, and ID code at regular intervals. Output to the RF transmitter circuit 26. The RF transmission circuit 26 modulates data from the sensor unit controller 25 to generate a transmission signal, and wirelessly transmits the transmission signal from the transmission antenna 28.
また、センサユニットコントローラ２５は、Ｘ軸検出値及びＹ軸検出値の変化量が閾値（Ｘ軸閾値及びＹ軸閾値）を超えた場合、すなわち、路面に亀裂や段差などが存在している場合には、路面状態推定情報（本実施形態では、亀裂、段差又は凹凸に関するデータ）及びＩＤコードを含むデータをＲＦ送信回路２６に出力する。ＲＦ送信回路２６は、センサユニットコントローラ２５からのデータを変調して路面状態推定信号を生成し、路面状態推定信号を送信アンテナ２８から無線送信する。 In addition, the sensor unit controller 25 determines that the amount of change in the detected X-axis value and the detected Y-axis value exceeds a threshold value (X-axis threshold value and Y-axis threshold value), that is, a crack or a step exists on the road surface. In this case, road surface state estimation information (in this embodiment, data relating to cracks, steps, or unevenness) and data including an ID code are output to the RF transmission circuit 26. The RF transmission circuit 26 modulates data from the sensor unit controller 25 to generate a road surface state estimation signal, and wirelessly transmits the road surface state estimation signal from the transmission antenna 28.
図１に示すように、受信ユニット３０は、受信コントローラ３１を備えるとともに、ＲＦ受信回路３２を備えている。受信ユニット３０の受信コントローラ３１には、表示器３３が接続されている。受信コントローラ３１はＣＰＵ及び記憶部３１ａ（ＲＡＭやＲＯＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信ユニット３０の動作を統括的に制御する。ＲＦ受信回路３２は、各センサユニット２１から受信アンテナ３４を通じて受信された送信信号を復調して、受信コントローラ３１に送る。受信コントローラ３１は、ＲＦ受信回路３２からの送信信号に基づき、送信元のセンサユニット２１に対応するタイヤ１４のタイヤ空気圧及びタイヤ内温度を把握する。また、ＲＦ受信回路３２は、各センサユニット２１からＲＦ受信アンテナを通じて受信された路面状態推定信号を復調して、制御ユニット５１に送る。 As shown in FIG. 1, the reception unit 30 includes a reception controller 31 and an RF reception circuit 32. A display 33 is connected to the reception controller 31 of the reception unit 30. The reception controller 31 includes a microcomputer including a CPU and a storage unit 31a (RAM, ROM, etc.), and comprehensively controls the operation of the reception unit 30. The RF reception circuit 32 demodulates the transmission signal received from each sensor unit 21 through the reception antenna 34 and sends the demodulated signal to the reception controller 31. Based on the transmission signal from the RF reception circuit 32, the reception controller 31 grasps the tire air pressure and the tire internal temperature of the tire 14 corresponding to the sensor unit 21 of the transmission source. In addition, the RF receiving circuit 32 demodulates the road surface state estimation signal received from each sensor unit 21 through the RF receiving antenna, and sends the demodulated signal to the control unit 51.
受信コントローラ３１は、タイヤ空気圧及びタイヤ内温度に関する情報等を表示器３３に表示させる。表示器３３は、車室内等、車両１１の搭乗者の視認範囲に配置される。
カーナビゲーションシステム４１は、ＧＰＳ装置４２、ＧＰＳアンテナ４３、ナビコントローラ４４及び受信機４５を備えている。ＧＰＳ装置４２は、ＧＰＳアンテナ４３を介して人工衛星からの電波を受信して、車両１１の現在位置を把握する。ＧＰＳ装置４２は、現在位置の情報をナビコントローラ４４に出力する。
The reception controller 31 causes the display 33 to display information related to tire pressure and tire temperature. The display device 33 is disposed in the visible range of the passenger of the vehicle 11 such as in the passenger compartment.
The car navigation system 41 includes a GPS device 42, a GPS antenna 43, a navigation controller 44, and a receiver 45. The GPS device 42 receives radio waves from the artificial satellite via the GPS antenna 43 and grasps the current position of the vehicle 11. The GPS device 42 outputs information on the current position to the navigation controller 44.
ナビコントローラ４４は、カーナビゲーションシステム４１の動作を統括的に制御する。ナビコントローラ４４は、ＧＰＳ装置４２によって車両１１の現在位置を把握し、周囲の道路情報などを表示器３３に表示する。 The navigation controller 44 controls the overall operation of the car navigation system 41. The navigation controller 44 grasps the current position of the vehicle 11 by the GPS device 42 and displays surrounding road information and the like on the display 33.
受信機４５は、ビーコンから送信される電波や、ＦＭ多重放送の放送波を復調して、ナビコントローラ４４に出力する。ビーコンやＦＭ多重放送の放送波には、日本道路交通情報センター（登録商標）が提供している渋滞情報や、工事情報などが含まれており、ナビコントローラ４４は、渋滞情報や工事情報を表示器３３に表示する。 The receiver 45 demodulates the radio wave transmitted from the beacon and the FM multiplex broadcast wave and outputs the demodulated wave to the navigation controller 44. The broadcast waves of beacons and FM multiplex broadcasts include traffic information and construction information provided by the Japan Road Traffic Information Center (registered trademark), and the navigation controller 44 displays traffic information and construction information. Displayed on the device 33.
また、受信機４５は、クラウドサーバー６１から送信される路面状態に関するデータを含む路面状態確定信号を復調してナビコントローラ４４に出力する。ナビコントローラ４４は、路面状態を表示器３３に表示する。 In addition, the receiver 45 demodulates a road surface state determination signal including data regarding the road surface state transmitted from the cloud server 61 and outputs the demodulated signal to the navigation controller 44. The navigation controller 44 displays the road surface state on the display device 33.
制御ユニット５１は、メモリ５１ａ及び時計５１ｂを有している。制御ユニット５１は、受信コントローラ３１から路面状態推定情報が送られると、ナビコントローラ４４を介して車両１１の位置情報を取得するとともに、時計５１ｂから時刻情報を取得する。そして、制御ユニット５１は、路面状態推定情報、車両１１の位置情報及び時刻情報を含む路面状態検出信号を送信機５２からクラウドサーバー６１に送信する。送信機５２とクラウドサーバー６１とは、移動通信システムなどによって常時接続され、制御ユニット５１が路面状態推定情報を取得した時点で送信機５２からクラウドサーバー６１に路面状態検出信号が送信されてもよい。また、送信機５２とクラウドサーバー６１とは、常時接続されず、取得した路面状態推定情報、車両１１の位置情報及び時刻情報をメモリ５１ａに保存して、車両１１が公衆無線ＬＡＮのアクセスポイントなどを走行するときに、無線ＬＡＮによって路面状態検出信号がクラウドサーバー６１に送信されてもよい。 The control unit 51 has a memory 51a and a clock 51b. When the road surface state estimation information is sent from the reception controller 31, the control unit 51 acquires the position information of the vehicle 11 via the navigation controller 44 and also acquires time information from the clock 51b. Then, the control unit 51 transmits a road surface state detection signal including road surface state estimation information, position information of the vehicle 11, and time information from the transmitter 52 to the cloud server 61. The transmitter 52 and the cloud server 61 are always connected by a mobile communication system or the like, and a road surface state detection signal may be transmitted from the transmitter 52 to the cloud server 61 when the control unit 51 acquires road surface state estimation information. . Further, the transmitter 52 and the cloud server 61 are not always connected, and the acquired road surface state estimation information, the position information and time information of the vehicle 11 are stored in the memory 51a, and the vehicle 11 is an access point of a public wireless LAN or the like. When traveling on the road, the road surface state detection signal may be transmitted to the cloud server 61 by the wireless LAN.
次に、路面状態検出システム７１について図７にしたがって説明する。以下の説明において、路面を走行している車両１１を、進行方向の最も前に位置する車両１１から順に、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆの符号を付して説明を行う。 Next, the road surface condition detection system 71 will be described with reference to FIG. In the following description, the vehicle 11 traveling on the road surface will be described with the reference numerals 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, and 11F attached in order from the vehicle 11 positioned in the forefront of the traveling direction.
図７に示すように、路面を走行している複数の車両１１Ａ〜１１Ｆのそれぞれには、路面状態検出装置１０が搭載されている。また、この路面状態検出装置１０は、ネットワーク接続を介してサーバーとしてのクラウドサーバー６１に接続されている。クラウドサーバー６１は、管理者６３が提供するクラウド（クラウドサービス）６２を提供するサーバーである。そして、複数の路面状態検出装置１０とクラウドサーバー６１によって路面状態検出システム７１が構成されている。管理者６３は、例えば、日本道路交通情報センターであり、渋滞情報などと合わせて、路面状態を車両１１の運転者に提供する。 As shown in FIG. 7, a road surface state detection device 10 is mounted on each of the plurality of vehicles 11A to 11F traveling on the road surface. The road surface condition detection apparatus 10 is connected to a cloud server 61 as a server via a network connection. The cloud server 61 is a server that provides a cloud (cloud service) 62 provided by the administrator 63. A plurality of road surface state detection devices 10 and the cloud server 61 constitute a road surface state detection system 71. The manager 63 is, for example, the Japan Road Traffic Information Center, and provides the road surface condition to the driver of the vehicle 11 together with traffic jam information and the like.
クラウドサーバー６１には、路面を走行している各車両１１から路面状態推定情報を含む路面状態検出信号が送信される。クラウドサーバー６１は、複数の車両１１から送信される路面状態検出信号を受信して、その路面状態検出信号に含まれる路面状態推定情報から、様々な場所での路面状態を判断する。単一の車両１１からの路面状態推定情報では、誤って路面状態を検出している場合があるため、複数の路面状態推定情報から、精度を向上させた路面状態を求める。例えば、路面に街路樹から落下した果実など、車両１１の通過に伴い潰れる物や、車両１１の通過に伴い移動する軽量の物などが存在する場合、先行車では段差や亀裂として検出される場合でも、後続車では検出されない場合がある。このため、クラウドサーバー６１では、複数の車両１１から同一位置（誤差を含む一定範囲内）で亀裂や凹凸が検出されたときに、その地点に亀裂や凹凸が存在していると判断する。 A road surface state detection signal including road surface state estimation information is transmitted to the cloud server 61 from each vehicle 11 traveling on the road surface. The cloud server 61 receives road surface state detection signals transmitted from the plurality of vehicles 11, and determines road surface states at various places from road surface state estimation information included in the road surface state detection signals. In the road surface state estimation information from the single vehicle 11, the road surface state may be erroneously detected, and thus the road surface state with improved accuracy is obtained from the plurality of road surface state estimation information. For example, when there is an object that is crushed with the passage of the vehicle 11, such as a fruit that has fallen from a roadside tree on the road surface, or a light-weight object that moves with the passage of the vehicle 11, etc. However, it may not be detected in the following vehicle. For this reason, when a crack or unevenness is detected from the plurality of vehicles 11 at the same position (within a certain range including an error), the cloud server 61 determines that there is a crack or unevenness at that point.
そして、クラウドサーバー６１は、路面状態に亀裂や凹凸が存在していると判断した場合には、路面状態の情報を含む路面状態確定信号を各車両１１に送信する。この路面状態確定信号は、ビーコンや、ＦＭ多重放送などによって各車両１１に送信されてもよい。 When the cloud server 61 determines that there are cracks or irregularities in the road surface state, the cloud server 61 transmits a road surface state determination signal including information on the road surface state to each vehicle 11. This road surface condition determination signal may be transmitted to each vehicle 11 by a beacon, FM multiplex broadcasting, or the like.
次に、路面状態検出装置１０及び路面状態検出システム７１の作用について説明する。
路面は、地点Ｐ１に亀裂を有しており、地点Ｐ２に凹凸を有している。車両１１Ａ，１１Ｂが亀裂を通過すると、各車両１１のセンサユニットコントローラ２５は、加速度センサ２４の検出値によって地点Ｐ１に亀裂が存在していると推定し、この情報は路面状態推定情報として制御ユニット５１からクラウドサーバー６１に送信される。
Next, the operation of the road surface state detection device 10 and the road surface state detection system 71 will be described.
The road surface has a crack at the point P1 and has irregularities at the point P2. When the vehicles 11A and 11B pass through the crack, the sensor unit controller 25 of each vehicle 11 estimates that a crack exists at the point P1 based on the detection value of the acceleration sensor 24, and this information is used as road surface state estimation information as a control unit. 51 to the cloud server 61.
クラウドサーバー６１は、車両１１Ａ，１１Ｂから受信した複数の路面状態推定情報から地点Ｐ１には亀裂が存在していると判断する。なお、本実施形態では、説明の便宜上２台の車両１１からの路面状態推定情報から路面状態を判断しているが、更に多くの路面状態推定情報から路面状態を判断することが好ましい。 The cloud server 61 determines that there is a crack at the point P1 from the plurality of road surface state estimation information received from the vehicles 11A and 11B. In this embodiment, the road surface state is determined from the road surface state estimation information from the two vehicles 11 for convenience of explanation, but it is preferable to determine the road surface state from more road surface state estimation information.
クラウドサーバー６１は、路面状態の情報を含む路面状態確定信号を車両１１Ｃ〜１１Ｄに送信する。車両１１Ｃ〜１１Ｄでは、路面状態確定信号に含まれる路面状態の情報から地点Ｐ１に亀裂が存在していることを取得したナビコントローラ４４が、表示器３３に地点Ｐ１に亀裂が存在していることを表示して、運転者に報知を行う。 The cloud server 61 transmits a road surface state determination signal including road surface state information to the vehicles 11C to 11D. In the vehicles 11 </ b> C to 11 </ b> D, the navigation controller 44 that has acquired the presence of a crack at the point P <b> 1 from the road surface state information included in the road surface state determination signal indicates that the display 33 has a crack at the point P <b> 1. Is displayed to notify the driver.
同様に、凹凸を車両１１Ｃ，１１Ｄが通過すると、各車両１１のセンサユニットコントローラ２５は、加速度センサ２４の検出値によって地点Ｐ２に凹凸が存在していると推定し、この情報は路面状態推定情報として制御ユニット５１からクラウドサーバー６１に送信される。なお、車両１１Ａ，１１Ｂについても同様に路面状態推定情報をクラウドサーバー６１に送信している。 Similarly, when the vehicles 11C and 11D pass through the unevenness, the sensor unit controller 25 of each vehicle 11 estimates that there is an unevenness at the point P2 based on the detection value of the acceleration sensor 24, and this information is road surface state estimation information. Is transmitted from the control unit 51 to the cloud server 61. The road surface state estimation information is similarly transmitted to the cloud server 61 for the vehicles 11A and 11B.
クラウドサーバー６１では、車両１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄから受信した複数の路面状態推定情報から地点Ｐ２には凹凸が存在していると判断する。そして、クラウドサーバー６１が路面状態確定信号を送信することで、車両１１Ｅ，１１Ｆでは、路面状態確定信号から路面状態の情報を取得したナビコントローラ４４が、地点Ｐ２に凹凸が存在していることを表示器３３に表示して、運転者に報知を行う。先行車が取得した路面状態に関する情報を、後続車が得ることができ、各車両１１に設けられた路面状態検出装置１０は、走行前の路面の状態を把握することができる。なお、説明の便宜上、先行車が取得した路面状態推定情報から判断された路面状態（路面状態確定信号）は、クラウドサーバー６１から後続車に送信されるようにしたが、実際にはクラウドサーバー６１は先行車や、後続車に関わらず、全ての車両１１Ａ〜１１Ｆに路面状態確定信号を送信している。 In the cloud server 61, it is determined from the plurality of road surface state estimation information received from the vehicles 11A, 11B, 11C, and 11D that an unevenness exists at the point P2. Then, when the cloud server 61 transmits the road surface state determination signal, in the vehicles 11E and 11F, the navigation controller 44 that has acquired the road surface state information from the road surface state determination signal indicates that there is an unevenness at the point P2. The information is displayed on the display device 33 to notify the driver. Information regarding the road surface state acquired by the preceding vehicle can be obtained by the subsequent vehicle, and the road surface state detection device 10 provided in each vehicle 11 can grasp the state of the road surface before traveling. For convenience of explanation, the road surface state (road surface state determination signal) determined from the road surface state estimation information acquired by the preceding vehicle is transmitted from the cloud server 61 to the subsequent vehicle. Transmits road condition determination signals to all the vehicles 11A to 11F regardless of the preceding vehicle or the following vehicle.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）路面状態検出装置１０は、クラウドサーバー６１に路面状態推定情報を含む路面状態検出信号を送信する送信機５２と、クラウドサーバー６１から送信される路面状態確定信号を受信する受信機４５を備えている。車両１１が走行すると、クラウドサーバー６１には、加速度センサ２４の検出値から推定した路面状態推定情報を含む路面状態検出信号が送信される。このため、クラウドサーバー６１には、複数の車両１１から送信された路面状態に関する情報が蓄積されている。クラウドサーバー６１からは路面状態に関する情報を含む路面状態確定信号が送信され、この路面状態確定信号に含まれる路面状態に関する情報を受信機４５によって受信すれば、路面状態検出装置１０は、走行前の路面状態を取得することができる。そして、ＧＰＳ装置４２によって現在位置を認識することで、クラウドサーバー６１から送信された情報を用いて、走行位置周辺での路面の状態を表示器３３に表示することができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The road surface state detection apparatus 10 includes a transmitter 52 that transmits a road surface state detection signal including road surface state estimation information to the cloud server 61 and a receiver 45 that receives a road surface state determination signal transmitted from the cloud server 61. I have. When the vehicle 11 travels, a road surface state detection signal including road surface state estimation information estimated from the detection value of the acceleration sensor 24 is transmitted to the cloud server 61. For this reason, the cloud server 61 stores information on the road surface state transmitted from the plurality of vehicles 11. If the road surface state determination signal including the information regarding the road surface state is transmitted from the cloud server 61 and the information regarding the road surface state included in the road surface state determination signal is received by the receiver 45, the road surface state detection device 10 The road surface condition can be acquired. Then, by recognizing the current position by the GPS device 42, the state of the road surface around the traveling position can be displayed on the display 33 using the information transmitted from the cloud server 61.
（２）路面状態検出システム７１では、各車両１１に設けられた路面状態検出装置１０から路面状態検出信号が送信されている。クラウドサーバー６１では、複数の路面状態推定情報から、路面情報を判断し、この情報を送信しているため、精度の高い路面情報を複数の車両１１で共有することができる。 (2) In the road surface state detection system 71, a road surface state detection signal is transmitted from the road surface state detection device 10 provided in each vehicle 11. In the cloud server 61, road surface information is determined from a plurality of road surface state estimation information, and this information is transmitted. Therefore, highly accurate road surface information can be shared by a plurality of vehicles 11.
（３）タイヤ状態監視装置２０に設けられる加速度センサ２４の検出値から、路面状態を推定している。このため、路面状態を推定するために用いられる検出値を、タイヤ状態監視装置２０に設けられる加速度センサ２４から得ることができるため、路面状態を推定するための加速度センサを別に設ける場合に比べて、部品点数の削減が測られる。 (3) The road surface state is estimated from the detection value of the acceleration sensor 24 provided in the tire state monitoring device 20. For this reason, since the detection value used for estimating the road surface condition can be obtained from the acceleration sensor 24 provided in the tire condition monitoring device 20, compared with the case where an acceleration sensor for estimating the road surface condition is provided separately. A reduction in the number of parts is measured.
（４）路面状態検出装置１０のＧＰＳ装置４２として、カーナビゲーションシステム４１のＧＰＳ装置４２を兼用している。このため、部品点数の削減が測られる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
(4) The GPS device 42 of the car navigation system 41 is also used as the GPS device 42 of the road surface state detection device 10. For this reason, a reduction in the number of parts is measured.
In addition, you may change embodiment as follows.
・加速度センサ２４に加えて、カメラ５３によって撮影した路面画像から路面状態を推定してもよい。例えば、制御ユニット５１は、複数の角度から撮影した路面画像から、路面の凹凸や、亀裂の存在を推定してもよいし、撮影した画像の輝度が周囲と比べて低い部分に亀裂が存在していると推定してもよい。この場合、センサユニットコントローラ２５及び制御ユニット５１が路面状態推定部として機能する。 In addition to the acceleration sensor 24, the road surface state may be estimated from the road surface image captured by the camera 53. For example, the control unit 51 may estimate the presence or absence of road surface unevenness or cracks from road surface images taken from a plurality of angles, or there are cracks in a portion where the brightness of the taken image is lower than the surroundings. It may be estimated that In this case, the sensor unit controller 25 and the control unit 51 function as a road surface state estimation unit.
・センサユニットコントローラ２５を路面状態推定部としたが、加速度センサ２４の検出値のデータを送信信号に含めて送信して、制御ユニット５１が路面状態を推定してもよい。すなわち、制御ユニット５１を路面状態推定部としてもよい。 Although the sensor unit controller 25 is the road surface state estimation unit, the control unit 51 may estimate the road surface state by transmitting the detection value data of the acceleration sensor 24 in the transmission signal. That is, the control unit 51 may be a road surface state estimation unit.
・加速度センサ２４は、Ｘ軸検出値及びＹ軸検出値がともに閾値（Ｘ軸閾値及びＹ軸閾値）を超えたときに、路面に亀裂や凹凸が存在していると判断してもよい。
・加速度センサ２４は、２軸の加速度センサを用いてもよい。この場合、検出軸の一つをＺ軸２４ｃ、検出軸の一つをＸ軸２４ａ又はＹ軸２４ｂとし、Ｚ軸検出値によって車両１１の走行を検出し、Ｘ軸検出値又はＹ軸検出値によって路面状態を推定する。また、加速度センサ２４として１軸の加速度センサを用いてもよい。この場合、検出軸は、Ｘ軸２４ａとすることが好ましい。検出軸は、検出値の＋１Ｇ〜−１Ｇの変化によって車両１１の走行を検出するとともに、変化量から路面状態を推定することができる。
The acceleration sensor 24 may determine that there are cracks or irregularities on the road surface when both the X-axis detection value and the Y-axis detection value exceed threshold values (X-axis threshold value and Y-axis threshold value).
The acceleration sensor 24 may be a biaxial acceleration sensor. In this case, one of the detection axes is the Z-axis 24c, one of the detection axes is the X-axis 24a or the Y-axis 24b, and the traveling of the vehicle 11 is detected based on the Z-axis detection value. To estimate the road surface condition. Further, a uniaxial acceleration sensor may be used as the acceleration sensor 24. In this case, the detection axis is preferably the X axis 24a. The detection axis can detect the traveling of the vehicle 11 based on a change in the detected value from + 1G to -1G and can estimate the road surface state from the amount of change.
・カメラ５３は設けられていなくてもよい。
・タイヤ状態監視装置２０は設けられていなくてもよい。この場合、各車輪１２に加速度センサ２４、コントローラ及び送信回路を設けて、コントローラが路面状態の亀裂などを検出したときに、送信回路から路面状態推定情報を含む路面状態推定信号を制御ユニット５１に送信すればよい。
-The camera 53 does not need to be provided.
The tire condition monitoring device 20 may not be provided. In this case, each wheel 12 is provided with an acceleration sensor 24, a controller, and a transmission circuit, and when the controller detects a crack in the road surface state or the like, a road surface state estimation signal including road surface state estimation information is transmitted from the transmission circuit to the control unit 51. Just send it.
・クラウドサーバー６１は、道路の管理を行う地方公共団体や国土交通省に路面状態を送信してもよい。
・路面状態として、亀裂、段差、凹凸を推定できるようにしたが、路面の凍結など他の路面状態を推定できるようにしてもよい。
The cloud server 61 may transmit the road surface state to a local public organization that manages roads or to the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism.
-As a road surface state, a crack, a level difference, and an unevenness | corrugation can be estimated, However, You may enable it to estimate other road surface states, such as freezing of a road surface.
・路面状態検出信号には、時刻情報が含まれていなくてもよい。この場合、クラウドサーバー６１は、路面状態検出信号の受信時刻を、路面状態検出装置１０が亀裂や凹凸を検出した時刻とみなせばよい。路面状態検出装置１０が亀裂や凹凸を検出した時刻と、クラウドサーバー６１が路面状態検出信号を受信した時刻に差異が生じるが、路面の亀裂や凹凸などの修繕に要する時間に比べれば、この差異は僅かな時間と想定することができる。このため、路面状態検出信号の受信時刻を、路面状態検出装置１０が亀裂や凹凸を検出した時刻とみなすことによる影響は僅かであると想定することができる。 -The road surface condition detection signal may not include time information. In this case, the cloud server 61 may regard the time when the road surface state detection signal is received as the time when the road surface state detection device 10 detects a crack or unevenness. There is a difference between the time when the road surface detection device 10 detects cracks and unevenness and the time when the cloud server 61 receives the road surface detection signal, but this difference is compared to the time required for repairing cracks and unevenness on the road surface. Can be assumed to be a short time. For this reason, it can be assumed that the influence by considering the time when the road surface state detection signal is received as the time when the road surface state detection device 10 detects cracks and unevenness is slight.
１０…路面状態検出装置、１１…車両、１２…車輪、２４…加速度センサ、２５…センサユニットコントローラ、４２…ＧＰＳ装置、４５…受信機、５２…送信機、５３…カメラ、６１…クラウドサーバー、７１…路面状態検出システム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Road surface condition detection apparatus, 11 ... Vehicle, 12 ... Wheel, 24 ... Acceleration sensor, 25 ... Sensor unit controller, 42 ... GPS device, 45 ... Receiver, 52 ... Transmitter, 53 ... Camera, 61 ... Cloud server, 71: Road surface condition detection system.
Claims (3)
前記車両の車輪と一体となって回転して自身に作用する加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサによって検出された加速度検出値から路面状態を推定する路面状態推定部と、
前記車両の位置を検出するＧＰＳ装置と、
前記路面状態推定部によって推定された路面状態推定情報及び前記ＧＰＳ装置によって検出された前記車両の位置情報を、ネットワーク接続されたサーバーに送信する送信機と、
前記サーバーから送信される路面状態の情報を受信する受信機と、を備える路面状態検出装置。 A road surface state detection device that is provided in a vehicle and detects a road surface state,
An acceleration sensor for detecting acceleration acting on itself by rotating integrally with the wheel of the vehicle;
A road surface state estimation unit that estimates a road surface state from an acceleration detection value detected by the acceleration sensor;
A GPS device for detecting the position of the vehicle;
A transmitter for transmitting the road surface state estimation information estimated by the road surface state estimation unit and the vehicle position information detected by the GPS device to a network-connected server;
A road surface state detection device comprising: a receiver that receives road surface state information transmitted from the server.
前記路面状態推定部は、前記加速度検出値に加え、前記カメラによって撮影された路面画像から路面状態を推定する請求項１に記載の路面状態検出装置。 A camera capable of photographing the road surface;
The road surface state detection device according to claim 1, wherein the road surface state estimation unit estimates a road surface state from a road surface image captured by the camera in addition to the acceleration detection value.
請求項１又は請求項２に記載の路面状態検出装置と、
前記路面状態検出装置とネットワーク接続されたサーバーと、を備える路面状態検出システム。 A road surface state detection system for detecting road surface state and transmitting detected road surface state information to a vehicle,
The road surface condition detection device according to claim 1 or 2,
A road surface state detection system comprising the road surface state detection device and a server connected to a network.
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