JP2765194B2 - 路面計測法 - Google Patents
路面計測法Info
- Publication number
- JP2765194B2 JP2765194B2 JP15242690A JP15242690A JP2765194B2 JP 2765194 B2 JP2765194 B2 JP 2765194B2 JP 15242690 A JP15242690 A JP 15242690A JP 15242690 A JP15242690 A JP 15242690A JP 2765194 B2 JP2765194 B2 JP 2765194B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- road surface
- measurement
- transfer function
- function
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、道路の表面の凹凸プロフィルを計測する路
面計測法に関する。
面計測法に関する。
（従来の技術） 道路の表面は非舗装道路はもとより、舗装道路におい
ても完全に平滑ではなく、様々な凹凸がある。そのた
め、道路を走行する自動車には、それぞれの路面凹凸の
形と走行速度に応じた複雑な力が作用する。これらの力
を自動車の上下、前後、左右方向の成分に分けると、特
に上下方向の力は振動乗り心地や積荷のいたみと密接な
関係を持つ。さらに、車体の変形や破壊を招く最大の原
因ともなっている。したがって、路面の凹凸の程度を把
握しておくことは自動車の開発にとって、必要不可欠な
こととなっている。
ても完全に平滑ではなく、様々な凹凸がある。そのた
め、道路を走行する自動車には、それぞれの路面凹凸の
形と走行速度に応じた複雑な力が作用する。これらの力
を自動車の上下、前後、左右方向の成分に分けると、特
に上下方向の力は振動乗り心地や積荷のいたみと密接な
関係を持つ。さらに、車体の変形や破壊を招く最大の原
因ともなっている。したがって、路面の凹凸の程度を把
握しておくことは自動車の開発にとって、必要不可欠な
こととなっている。
路面の凹凸プロフィルを計測する方法として、従来、
多輪測定車を使用したり、サーボ振動計を使用する方
法、あるいは非接触レーザ変位計を用いる方法がある。
特に、非接触レーザ変位計は計測速度が他の方法と比べ
て改善され、共振等の外乱を排除し易く多用されてい
る。
多輪測定車を使用したり、サーボ振動計を使用する方
法、あるいは非接触レーザ変位計を用いる方法がある。
特に、非接触レーザ変位計は計測速度が他の方法と比べ
て改善され、共振等の外乱を排除し易く多用されてい
る。
即ち、この非接触レーザ変位計は測定しようとする道
路を走行しながら路面に対してレーザビームを照射し、
路面からの反射ビームによって路面の凹凸プロフィルを
路面距離領域（時間領域）で計測するようにしたもので
ある。
路を走行しながら路面に対してレーザビームを照射し、
路面からの反射ビームによって路面の凹凸プロフィルを
路面距離領域（時間領域）で計測するようにしたもので
ある。
処で、非接触レーザ変位計を車両に搭載し、走行しな
がら計測する方法であっても、１台の非接触レーザ変位
計によって計測していると、車体のバウンシング時に計
測誤差が発生する。そこで、車体の前後方向に沿って一
直線上に３台以上の非接触レーザ変位計を互いに所定間
隔を介して配設し、計測車を走行させながら３台の非接
触レーザ変位計及び非接触光学速度計からなる計測シス
テムよりそのシステム出力を取り込み、車両と路面との
間の高さ方向の変位要素を排除して、路面の凹凸情報の
みを算出するという方法が採られている。その一例は本
出願人による特願平１−105504号の明細書及び図面に開
示されている。
がら計測する方法であっても、１台の非接触レーザ変位
計によって計測していると、車体のバウンシング時に計
測誤差が発生する。そこで、車体の前後方向に沿って一
直線上に３台以上の非接触レーザ変位計を互いに所定間
隔を介して配設し、計測車を走行させながら３台の非接
触レーザ変位計及び非接触光学速度計からなる計測シス
テムよりそのシステム出力を取り込み、車両と路面との
間の高さ方向の変位要素を排除して、路面の凹凸情報の
みを算出するという方法が採られている。その一例は本
出願人による特願平１−105504号の明細書及び図面に開
示されている。
上述の路面計測法では、まず、３台の非接触レーザ変
位計を１システムとし，そのシステムからの周波数領域
で表された計測システム出力Ｇ（ω）及びシステム伝達
関数Ｈ（ω）を取り込み、これら値を路面関数Ｆ（ω）
を求める次式、Ｆ（ω）＝−（ω）/H（ω）により算出
し、その上で得られた周波数領域で表された路面関数Ｆ
（ω）を逆フーリエ変換して路面距離領域で表された路
面関数ｆ（Ｘ）を算出している。
位計を１システムとし，そのシステムからの周波数領域
で表された計測システム出力Ｇ（ω）及びシステム伝達
関数Ｈ（ω）を取り込み、これら値を路面関数Ｆ（ω）
を求める次式、Ｆ（ω）＝−（ω）/H（ω）により算出
し、その上で得られた周波数領域で表された路面関数Ｆ
（ω）を逆フーリエ変換して路面距離領域で表された路
面関数ｆ（Ｘ）を算出している。
ここで、第10図を参照してその計測原理を説明する。
符号１は計測車であり、この車体の前後方向に沿って一
直線上に非接触レーザ変位計としてのＡ、Ｃ、Ｂの各セ
ンサがこの順に配設され、A,Bセンサ間がＬ、A,Cセンサ
間がL1、C,Bセンサ間がL2と設定されている。
符号１は計測車であり、この車体の前後方向に沿って一
直線上に非接触レーザ変位計としてのＡ、Ｃ、Ｂの各セ
ンサがこの順に配設され、A,Bセンサ間がＬ、A,Cセンサ
間がL1、C,Bセンサ間がL2と設定されている。
ここで、A,B,Cを各センサ出力、Ｆ（Ｘ）を路面関
数、ｇ（Ｘ）を計測システム出力とし、これらの幾何学
的関係を求めると（１）式が得られる。
数、ｇ（Ｘ）を計測システム出力とし、これらの幾何学
的関係を求めると（１）式が得られる。
−ｇ（Ｘ）＝ｆ（Ｘ）−L2/L×ｆ（Ｘ＋L1）−L1/L×ｆ（Ｘ−L2）・・・（１） 一方、ｇ（Ｘ）をセンサ出力を用いて表すと、 ｇ（Ｘ）＝Ｃ−L2/L×Ａ−L1/L×Ｂ ・・・（２） ｇ（Ｘ）、ｆ（Ｘ）を周波数領域で表したものをＧ
（ω）とＨ（ω）とし、これを用い（１）式をフーリエ
変換して書き換えると、 −Ｇ（ω）＝Ｆ（ω）×〔１−L2/L×EXP（−ｊωL1） −L1/L×EXP（ｊωL2）〕＝Ｆ（ω）×Ｈ（ω） ・・・（３） ∴Ｆ（ω）＝−Ｇ（ω）／（ω） ・・・（４） Ｆ（ω）は計測した路面を周波数領域で表わしたもの
である。この路面関数Ｆ（ω）をフーリエ変換により路
面距離領域ｆ（Ｘ）で表すことで、路面距離領域でのプ
ロフィルを再現し、測定できる。
（ω）とＨ（ω）とし、これを用い（１）式をフーリエ
変換して書き換えると、 −Ｇ（ω）＝Ｆ（ω）×〔１−L2/L×EXP（−ｊωL1） −L1/L×EXP（ｊωL2）〕＝Ｆ（ω）×Ｈ（ω） ・・・（３） ∴Ｆ（ω）＝−Ｇ（ω）／（ω） ・・・（４） Ｆ（ω）は計測した路面を周波数領域で表わしたもの
である。この路面関数Ｆ（ω）をフーリエ変換により路
面距離領域ｆ（Ｘ）で表すことで、路面距離領域でのプ
ロフィルを再現し、測定できる。
なお、非接触レーザ変位計ＡとＣとの間隔をL1、Ｃと
Ｂとの間隔をL2とすると、L1≠L2に設定されており、こ
れは下記理由による。
Ｂとの間隔をL2とすると、L1≠L2に設定されており、こ
れは下記理由による。
即ち、非接触レーザ変位計ＡとＣの間隔をL1、ＣとＢ
の間隔をL2とし、システムをL1＝L2と設定した場合、シ
ステム伝達関数Ｈ（ω）は第４図（ａ）に示すようにゼ
ロとなる部分（a,b点）が多く成り、連続測定範囲ばb,c
点の範囲となる。これに対してL1≠L2とすると、システ
ム伝達関数Ｈ（ω）はゼロとなる部分が低減し、第４図
（ｂ）に示すように連続的に計測することができる範囲
が拡大されるためである。
の間隔をL2とし、システムをL1＝L2と設定した場合、シ
ステム伝達関数Ｈ（ω）は第４図（ａ）に示すようにゼ
ロとなる部分（a,b点）が多く成り、連続測定範囲ばb,c
点の範囲となる。これに対してL1≠L2とすると、システ
ム伝達関数Ｈ（ω）はゼロとなる部分が低減し、第４図
（ｂ）に示すように連続的に計測することができる範囲
が拡大されるためである。
（発明が解決しようとする課題） 処で、３台以上の非接触レーザ変位計を３台１組みと
して複数のシステムを構成すると、１回の路面測定走行
により同一路面を各システムの数だけ測定したこととな
り測定時間の短縮を図れる。
して複数のシステムを構成すると、１回の路面測定走行
により同一路面を各システムの数だけ測定したこととな
り測定時間の短縮を図れる。
このような測定法を採用する場合、システムの数だけ
のシステム伝達関数H1（ω）,H2（ω）,H3（ω）,H
4（ω）・・・・が得られる（第４図（ａ），（ｂ）参
照）。そこで、従来は、３台以上の非接触レーザ変位計
を有した複数システムを用いる場合、複数の伝達関数の
値の平均値を用いて演算処理を行っていた。
のシステム伝達関数H1（ω）,H2（ω）,H3（ω）,H
4（ω）・・・・が得られる（第４図（ａ），（ｂ）参
照）。そこで、従来は、３台以上の非接触レーザ変位計
を有した複数システムを用いる場合、複数の伝達関数の
値の平均値を用いて演算処理を行っていた。
しかし、このような平均化されたシステム伝達関数Ｈ
（ω）の値は場合により、利得の低い値となる。即ち、
第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）に２点鎖線l1で示す周波
数（路面波長として示した）においての平均システム伝
達関数Ｈ（ω）の値（伝達率）を求める場合、システム
伝達関数H1（ω）の値の利得は高いがその他のシステム
伝達関数H2（ω）,H3（ω）の値はほぼ０であり、これ
らの平均値を採ると、平均システム伝達関数Ｈ（ω）の
伝達率は低利得となり、結果として、路面プロフィルの
測定精度が低減するという問題があった。
（ω）の値は場合により、利得の低い値となる。即ち、
第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）に２点鎖線l1で示す周波
数（路面波長として示した）においての平均システム伝
達関数Ｈ（ω）の値（伝達率）を求める場合、システム
伝達関数H1（ω）の値の利得は高いがその他のシステム
伝達関数H2（ω）,H3（ω）の値はほぼ０であり、これ
らの平均値を採ると、平均システム伝達関数Ｈ（ω）の
伝達率は低利得となり、結果として、路面プロフィルの
測定精度が低減するという問題があった。
更に、このように求められた路面プロフィルは起点か
ら道路に沿った各距離でのものであり、道路の幅方向の
情報は無く、道路の中央寄りか路肩寄りか路面の何処の
位置を測定したかは明確にされていなかった。
ら道路に沿った各距離でのものであり、道路の幅方向の
情報は無く、道路の中央寄りか路肩寄りか路面の何処の
位置を測定したかは明確にされていなかった。
本発明の目的は、路面プロフィルの測定精度を向上さ
せることができ、更に路面プロフィルとその計測場所を
特定出来る路面計測法を提供することにある。
せることができ、更に路面プロフィルとその計測場所を
特定出来る路面計測法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本発明は第一に、計測
車に、その車体の前後方向に沿って一直線上に３台以上
の非接触レーザ変位計を互いに所定間隔を介して配設す
ると共に非接触光学速度計を設け、前記計測車を走行さ
せながら少なくとも前記３台の非接触レーザ変位計及び
非接触光学速度計からなる１システムにより周波数領域
で表された計測システム出力及びシステム伝達関数を算
出し、前記計測システム出力及びシステム伝達関数に基
づき周波数領域で表された路面関数を算出し、その上で
前記路面関数を逆フーリエ変換して路面距離領域で表さ
れた路面関数を算出する路面計測法であって、前記路面
関数の算出時に重み付けシステム伝達関数が採用され、
この重み付けシステム伝達関数は前記各システム毎に得
られるシステム伝達関数の内より、算出時の周波数にお
いて比較的大きな利得を示すものが高比率で採用される
ことを特徴とする。
車に、その車体の前後方向に沿って一直線上に３台以上
の非接触レーザ変位計を互いに所定間隔を介して配設す
ると共に非接触光学速度計を設け、前記計測車を走行さ
せながら少なくとも前記３台の非接触レーザ変位計及び
非接触光学速度計からなる１システムにより周波数領域
で表された計測システム出力及びシステム伝達関数を算
出し、前記計測システム出力及びシステム伝達関数に基
づき周波数領域で表された路面関数を算出し、その上で
前記路面関数を逆フーリエ変換して路面距離領域で表さ
れた路面関数を算出する路面計測法であって、前記路面
関数の算出時に重み付けシステム伝達関数が採用され、
この重み付けシステム伝達関数は前記各システム毎に得
られるシステム伝達関数の内より、算出時の周波数にお
いて比較的大きな利得を示すものが高比率で採用される
ことを特徴とする。
本発明は第二に、計測車に、その車体の前後方向に沿
って一直線上に３台以上の非接触レーザ変位計を互いに
所定間隔を介して配設すると共に非接触光学速度計を設
け、前記計測車を走行させながら少なくとも前記３台の
非接触レーザ変位計及び非接触光学速度計からなる１シ
ステムより周波数領域で表された計測システム出力及び
システム伝達関数を算出し、前記計測システム出力及び
システム伝達関数に基づき周波数領域で表された路面関
数を算出し、その上で前記路面関数を逆フーリエ変換し
て路面距離領域で表された路面関数を算出する路面計測
法であって、前記計測車に方位センサを設け、この方位
センサの方位情報と前記非接触光学速度計の速度情報と
よりサンプリング時の計測位置情報を求め、路面距離領
域で表わされた路面関数と前記計測位置情報とを関連さ
せて表示することを特徴とする。
って一直線上に３台以上の非接触レーザ変位計を互いに
所定間隔を介して配設すると共に非接触光学速度計を設
け、前記計測車を走行させながら少なくとも前記３台の
非接触レーザ変位計及び非接触光学速度計からなる１シ
ステムより周波数領域で表された計測システム出力及び
システム伝達関数を算出し、前記計測システム出力及び
システム伝達関数に基づき周波数領域で表された路面関
数を算出し、その上で前記路面関数を逆フーリエ変換し
て路面距離領域で表された路面関数を算出する路面計測
法であって、前記計測車に方位センサを設け、この方位
センサの方位情報と前記非接触光学速度計の速度情報と
よりサンプリング時の計測位置情報を求め、路面距離領
域で表わされた路面関数と前記計測位置情報とを関連さ
せて表示することを特徴とする。
（作用） 第一に、路面関数の算出時に採用される重み付けシス
テム伝達関数として、各システム毎に得られるシステム
伝達関数の内より、算出時の周波数において比較的大き
な利得を示すシステム伝達関数が高比率で採用され、こ
のシステム伝達関数に基づき路面関数が算出されるよう
になる。第二に、方位情報と速度情報とよりサンプリン
グ時の計測位置情報を求め、路面距離領域で表された路
面関数の値と計測位置とを関連させて表示出来るように
なる。
テム伝達関数として、各システム毎に得られるシステム
伝達関数の内より、算出時の周波数において比較的大き
な利得を示すシステム伝達関数が高比率で採用され、こ
のシステム伝達関数に基づき路面関数が算出されるよう
になる。第二に、方位情報と速度情報とよりサンプリン
グ時の計測位置情報を求め、路面距離領域で表された路
面関数の値と計測位置とを関連させて表示出来るように
なる。
（実 施 例） 第１図は本発明方法で用いる計測車１が示されてい
る。この計測車１には４台の非接触レーザ変位計２、
３、４、５が取付けられ、更に、非接触光学速度計６及
び方位センサ11が取付けられている。
る。この計測車１には４台の非接触レーザ変位計２、
３、４、５が取付けられ、更に、非接触光学速度計６及
び方位センサ11が取付けられている。
非接触レーザ変位計２、３、４および５は計測車１の
前後方向に一直線上に配設されている。特に、非接触レ
ーザ変位計２と３との間隔をL1、３と４との間隔をL2、
４と５との間隔をL3とすると、これら値は下記理由によ
りL1≠L2≠L3に設定されている。
前後方向に一直線上に配設されている。特に、非接触レ
ーザ変位計２と３との間隔をL1、３と４との間隔をL2、
４と５との間隔をL3とすると、これら値は下記理由によ
りL1≠L2≠L3に設定されている。
即ち、非接触レーザ変位計２と３の間隔をL13と４の
間隔をL2、４と５の間隔をL3とし、システム（非接触レ
ーザ変位計２と３と４からなる１システムとする）をL1
＝L2＝L3と設定した場合、上述の（３）式に示されたシ
ステム伝達関数Ｈ（ω）を同システム伝達関数の算出手
段（後述のパーソナルコンピュータ10がその機能を備え
る）により算出すると、その伝達率特性は第４図（ａ）
に示すように成る。この場合、システム伝達関数Ｈ
（ω）の値である伝達率がゼロとなる部分（a,b点）が
多く、この値の使用可能範囲はb,c点の比較的狭い範囲
となる。
間隔をL2、４と５の間隔をL3とし、システム（非接触レ
ーザ変位計２と３と４からなる１システムとする）をL1
＝L2＝L3と設定した場合、上述の（３）式に示されたシ
ステム伝達関数Ｈ（ω）を同システム伝達関数の算出手
段（後述のパーソナルコンピュータ10がその機能を備え
る）により算出すると、その伝達率特性は第４図（ａ）
に示すように成る。この場合、システム伝達関数Ｈ
（ω）の値である伝達率がゼロとなる部分（a,b点）が
多く、この値の使用可能範囲はb,c点の比較的狭い範囲
となる。
これに対してL1≠L2≠L3とすると、システム伝達関数
Ｈ（ω）の値がゼロとなる部分が低減し、第４図（ｂ）
に示すように伝達率の算出使用可能範囲は拡大され、こ
のように設定することにより、制度の良い路面形状の算
出を可能とするようになる。
Ｈ（ω）の値がゼロとなる部分が低減し、第４図（ｂ）
に示すように伝達率の算出使用可能範囲は拡大され、こ
のように設定することにより、制度の良い路面形状の算
出を可能とするようになる。
４台の非接触レーザ変位計2,3,4および５からの出力
信号は計測車１に搭載された変位計プロセッサ７を介し
てA/D変換器８に入力される。非接触光学速度計６から
は車速情報を含む車速信号Vsが出力され、同信号は速度
計プロセッサ９を介してA/D変換器８に入力される。更
に方位センサ11は地磁気センサとジャイロの組み合わせ
により基準方向と進行方向との間の向い角情報を含む方
位信号θを出力するもので、この方位信号θは方位プロ
セッサ12を介してA/D変換器８に入力される。
信号は計測車１に搭載された変位計プロセッサ７を介し
てA/D変換器８に入力される。非接触光学速度計６から
は車速情報を含む車速信号Vsが出力され、同信号は速度
計プロセッサ９を介してA/D変換器８に入力される。更
に方位センサ11は地磁気センサとジャイロの組み合わせ
により基準方向と進行方向との間の向い角情報を含む方
位信号θを出力するもので、この方位信号θは方位プロ
セッサ12を介してA/D変換器８に入力される。
A/D変換器８は適時に各信号をパーソナルコンピュー
タ10に出力する。
タ10に出力する。
パーソナルコンピュータ10は、各信号を所定のエリア
に記憶処理するデータの記憶手段と周知のCRTであるデ
ータの表示手段とを備える。記憶手段は変位計、速度計
及び方位センサ各データを連続して所定範囲内で記憶処
理出来、適時にそのデータをフロッピィーディスクやテ
ープレコーダに収納出来る。
に記憶処理するデータの記憶手段と周知のCRTであるデ
ータの表示手段とを備える。記憶手段は変位計、速度計
及び方位センサ各データを連続して所定範囲内で記憶処
理出来、適時にそのデータをフロッピィーディスクやテ
ープレコーダに収納出来る。
更に、パーソナルコンピュータ10は、各非接触レーザ
変位計の間隔L1、L2、L3の値に基づき各システムのシス
テム伝達関数H1（ω）、H2（ω）、H3（ω）を算出し、
その上で算出時の周波数において比較的大きな利得を示
すものを高比率で取り込んだ（下位（５）式で算出す
る）算出用システム伝達関数Ｈ（ω）を算出するシステ
ム伝達関数算出手段と、上述の（４）式に基づき計測シ
ステム出力Ｇ（ω）とシステム伝達関数Ｈ（ω）とに応
じた周波数領域で表される路面関数Ｆ（ω）を算出する
第一路面関数算出手段と、周波数領域での路面関数Ｆ
（ω）を路面距離領域で表される路面関数ｆ（Ｘ）に逆
フーリエ変換する第二路面関数算出手段と、方位情報と
速度情報とより各サンプリング時の計測位置情報Ｎ
（Ｘ）、Ｅ（Ｘ）を算出する計測位置算出手段と、路面
関数の値と計測位置とを対応させて表示する表示手段と
の機能をも備える。
変位計の間隔L1、L2、L3の値に基づき各システムのシス
テム伝達関数H1（ω）、H2（ω）、H3（ω）を算出し、
その上で算出時の周波数において比較的大きな利得を示
すものを高比率で取り込んだ（下位（５）式で算出す
る）算出用システム伝達関数Ｈ（ω）を算出するシステ
ム伝達関数算出手段と、上述の（４）式に基づき計測シ
ステム出力Ｇ（ω）とシステム伝達関数Ｈ（ω）とに応
じた周波数領域で表される路面関数Ｆ（ω）を算出する
第一路面関数算出手段と、周波数領域での路面関数Ｆ
（ω）を路面距離領域で表される路面関数ｆ（Ｘ）に逆
フーリエ変換する第二路面関数算出手段と、方位情報と
速度情報とより各サンプリング時の計測位置情報Ｎ
（Ｘ）、Ｅ（Ｘ）を算出する計測位置算出手段と、路面
関数の値と計測位置とを対応させて表示する表示手段と
の機能をも備える。
次に、第１図の計測車１が第７図の被計測路面Ｗを２
点鎖線に沿って走行した場合の路面計測法を説明する。
なおここでは非接触レーザ変位計２と３と４及び５を互
いに異なる組み合わせとして３システムを構成したもの
とする。
点鎖線に沿って走行した場合の路面計測法を説明する。
なおここでは非接触レーザ変位計２と３と４及び５を互
いに異なる組み合わせとして３システムを構成したもの
とする。
計測車１が被計測路面Ｗを走行中において、各非接触
レーザ変位計2,3,4および５からは被計測路面Ｗにレー
ザ光が照射され、パーソナルコンピュータ10はサンプリ
ング周期毎にその反射光を受光することによって路面変
位データVA,VB,VC,VDを所定のエリアに順次取り込む。
同時に、同一サンプリング周期毎に非接触光学速度計６
からの速度情報Vs（ここでは一定車速で走行が成され
る）及び方位センサ11からの方位情報θとを所定のエリ
アに取り込む。
レーザ変位計2,3,4および５からは被計測路面Ｗにレー
ザ光が照射され、パーソナルコンピュータ10はサンプリ
ング周期毎にその反射光を受光することによって路面変
位データVA,VB,VC,VDを所定のエリアに順次取り込む。
同時に、同一サンプリング周期毎に非接触光学速度計６
からの速度情報Vs（ここでは一定車速で走行が成され
る）及び方位センサ11からの方位情報θとを所定のエリ
アに取り込む。
データ収集後パーソナルコンピュータ10により第３図
の路面プロフィル算出ルーチンを実行処理する。
の路面プロフィル算出ルーチンを実行処理する。
ここで、パーソナルコンピュータ10は、ステッ１で記
憶手段より路面変位データ出力VA,VB,VC,VDを順次呼び
出し、これら値に基づいた３つのシステム出力g
1（Ｘ）、g2（Ｘ）、g3（Ｘ）を算出する。
憶手段より路面変位データ出力VA,VB,VC,VDを順次呼び
出し、これら値に基づいた３つのシステム出力g
1（Ｘ）、g2（Ｘ）、g3（Ｘ）を算出する。
ステップ２においては非接触光学速度計６からの速度
情報Vs及び方位センサ11からの方位情報θとに基づき各
サンプリング周期Δｔ毎の位置情報NX（南北方向情
報）、EX東西方向情報）や、計測車の基準位置（出発点
n1）からの計測経過時間ｔ（＝Δｔ×ｎ）および計測走
行処理Ｘ（＝Δｔ×ｎ×Vs）を算出し、これら値を関連
させて記憶処理する。
情報Vs及び方位センサ11からの方位情報θとに基づき各
サンプリング周期Δｔ毎の位置情報NX（南北方向情
報）、EX東西方向情報）や、計測車の基準位置（出発点
n1）からの計測経過時間ｔ（＝Δｔ×ｎ）および計測走
行処理Ｘ（＝Δｔ×ｎ×Vs）を算出し、これら値を関連
させて記憶処理する。
ステップ３では各非接触レーザ変位計の間隔L1、L2、
L3を取り込み、３組みのシステム伝達関数H1（ω）、H2
（ω）、H3（ω）を算出する。
L3を取り込み、３組みのシステム伝達関数H1（ω）、H2
（ω）、H3（ω）を算出する。
ステップ４では、３つのシステム出力g1（Ｘ）、g
2（Ｘ）、g3（Ｘ）をフーリエ変換して、〔G
1（ω）〕、〔G2（ω）〕、〔G3（ω）〕を算出し、ウ
インド処理して算出用のシステム出力Ｇ（ω）を求め
る。
2（Ｘ）、g3（Ｘ）をフーリエ変換して、〔G
1（ω）〕、〔G2（ω）〕、〔G3（ω）〕を算出し、ウ
インド処理して算出用のシステム出力Ｇ（ω）を求め
る。
ステップ５では各システム毎のシステム出力Gi（ω）
とシステム伝達関数Hi（ω）を用い、Fi（ω）＝−Gi
（ω）/Hi（ω）によりシステム出力である周波数領域
で表された路面関数Fi（ω）を算出する。
とシステム伝達関数Hi（ω）を用い、Fi（ω）＝−Gi
（ω）/Hi（ω）によりシステム出力である周波数領域
で表された路面関数Fi（ω）を算出する。
ステップ５では、更に、重み付けシステム伝達関数Ｈ
（ω）に基づき平均システム伝達関数Ｈ（ω）を算出す
る。
（ω）に基づき平均システム伝達関数Ｈ（ω）を算出す
る。
即ち、重み付けシステム伝達関数Ｈ（ω）は下式
（６）より算出される。
（６）より算出される。
Ｈ（ω）＝〔aH（ω）＋bH（ω）＋cH（ω）〕/3 ・・・（６） ここで、重み付け係数a,b,c（ａ＋ｂ＋ｃ＝３）を設
定する場合、算出時の周波数ωがどの周波数領域e1,e2,
e3（路面波長で示した）にあるかを判定する。そして、
その特定の領域で最も大きな利得を示すシステム伝達関
数、例えば、第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）において、
算出時の周波数をω１とすると第１のシステムのシステ
ム伝達関数H1（ω）が100％採用され、重み付け係数は
ａ＝3,b＝0,c＝０となる。更に、重み付けシステム伝達
関数Ｈ（ω）と、各システム出力〔G1（ω）〕、〔G
2（ω）〕、〔G3（ω）〕とより平均路面関数Ｆ（ω）
を算出することとなる。
定する場合、算出時の周波数ωがどの周波数領域e1,e2,
e3（路面波長で示した）にあるかを判定する。そして、
その特定の領域で最も大きな利得を示すシステム伝達関
数、例えば、第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）において、
算出時の周波数をω１とすると第１のシステムのシステ
ム伝達関数H1（ω）が100％採用され、重み付け係数は
ａ＝3,b＝0,c＝０となる。更に、重み付けシステム伝達
関数Ｈ（ω）と、各システム出力〔G1（ω）〕、〔G
2（ω）〕、〔G3（ω）〕とより平均路面関数Ｆ（ω）
を算出することとなる。
この平均路面関数Ｆ（ω）を用いて、ステップ７に進
むと、ここでは、関数Ｆ（ω）を逆フーリエ変換〔Ｆ
（ω）〕処理し、路面距離領域での路面関数ｆ（Ｘ）を
算出する。しかも、ステップ２で得られた各サンプリン
グ周期毎の位置情報Nn（南北方向情報）、En（東西方向
情報）や、計測車の計測経時時間および計測走行距離の
値を関連させて記憶処理し、同時に所定計測走行距離で
の路面関数ｆ（Ｘ）の値である路面プロフィルをCRT上
に再現処理することとなる。
むと、ここでは、関数Ｆ（ω）を逆フーリエ変換〔Ｆ
（ω）〕処理し、路面距離領域での路面関数ｆ（Ｘ）を
算出する。しかも、ステップ２で得られた各サンプリン
グ周期毎の位置情報Nn（南北方向情報）、En（東西方向
情報）や、計測車の計測経時時間および計測走行距離の
値を関連させて記憶処理し、同時に所定計測走行距離で
の路面関数ｆ（Ｘ）の値である路面プロフィルをCRT上
に再現処理することとなる。
上述の処において、４つのセンサにより３つのシステ
ムを構成していたが、これに代えて４つのシステムを構
成しても良い。更に、システム伝達関数Ｈ（ω）を算出
するのに、重み付け係数の１つを100％採用していた
が、場合により最も高利得のシステム伝達関数Ｈ（ω）
の重み付けをたとえば80％として、残りの他のシステム
伝達関数Ｈ（ω）を20％取り込むべく重み付け係数をａ
＝2.4,b＝0.8,c＝0.8と設定するようにしてもよい。
ムを構成していたが、これに代えて４つのシステムを構
成しても良い。更に、システム伝達関数Ｈ（ω）を算出
するのに、重み付け係数の１つを100％採用していた
が、場合により最も高利得のシステム伝達関数Ｈ（ω）
の重み付けをたとえば80％として、残りの他のシステム
伝達関数Ｈ（ω）を20％取り込むべく重み付け係数をａ
＝2.4,b＝0.8,c＝0.8と設定するようにしてもよい。
（発明の効果） 以上のように、本発明方法では路面関数の算出に用い
られるシステム伝達関数が算出時の周波数において大き
な利得を示すように、複数のシステム伝達関数中よりそ
の利得が大きいものが高比率で採用されることとなり、
これにより得られた路面プロフィルの測定精度が向上し
信頼性の高い路面計測が行われる。
られるシステム伝達関数が算出時の周波数において大き
な利得を示すように、複数のシステム伝達関数中よりそ
の利得が大きいものが高比率で採用されることとなり、
これにより得られた路面プロフィルの測定精度が向上し
信頼性の高い路面計測が行われる。
更に、計測システム出力の各サンプリング周期毎に計
測位置情報や計測車の計測経過時間および計測走行距離
の値が関連して記憶処理されるので、計測位置を特定す
る際、即ち、測定位置が単に道路起点からの距離の位置
として特定されるのでなく、道路の幅方向の位置も特定
され、道路の中央寄りか路肩寄りか路面の何処の位置の
路面プロフィルかを明確にして計測できる。
測位置情報や計測車の計測経過時間および計測走行距離
の値が関連して記憶処理されるので、計測位置を特定す
る際、即ち、測定位置が単に道路起点からの距離の位置
として特定されるのでなく、道路の幅方向の位置も特定
され、道路の中央寄りか路肩寄りか路面の何処の位置の
路面プロフィルかを明確にして計測できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の実施される計測車の概略構成図、
第２図は本発明方法の実施される計測車に装着された計
測システムのブロック図、第３図は第２図のコンピュー
タが行う制御プログラムのフローチャート、第４図
（ａ），（ｂ）は路面波長とシステム伝達関数（振幅）
との関係を示す特性線図、第５図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は第２図の計測システムが用いる各システム毎の
路面波長とシステム伝達関数（振幅）との関係を説明す
る図、第６図は第１図の車両のパーソナルコンピュータ
の機能ブロック図、第７図は第１図の車両の走行軌跡を
示す道路地図の平面図、第８図は第１図の車両の計測デ
ータの特性図、第９図は第１図の車両の計測データの一
部を説明する特性線図、第10図は従来の非接触レーザ変
位計を備えた計測車の概略構成図を示している。 １……計測車、2,3,4,5……非接触レーザ変位計、６…
…非接触光学速度計、10……パーソナルコンピュータ、
11……方位センサ、ｇ（Ｘ）……システム出力、Ｇ
（ω）……周波数領域で表された計測システム出力、Ｆ
（ω）……周波数領域で表された路面関数、Ｈ（ω）…
…重み付けシステム伝達関数、H1（ω）、H2（ω）、H3
（ω）……各々のシステム伝達関数、Ｆ（Ｘ）……重み
付けされた平均路面関数、a,b,c,d……重み付け係数、
θ……方位情報、NX、EX……サンプリング周期毎の位置
情報。
第２図は本発明方法の実施される計測車に装着された計
測システムのブロック図、第３図は第２図のコンピュー
タが行う制御プログラムのフローチャート、第４図
（ａ），（ｂ）は路面波長とシステム伝達関数（振幅）
との関係を示す特性線図、第５図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は第２図の計測システムが用いる各システム毎の
路面波長とシステム伝達関数（振幅）との関係を説明す
る図、第６図は第１図の車両のパーソナルコンピュータ
の機能ブロック図、第７図は第１図の車両の走行軌跡を
示す道路地図の平面図、第８図は第１図の車両の計測デ
ータの特性図、第９図は第１図の車両の計測データの一
部を説明する特性線図、第10図は従来の非接触レーザ変
位計を備えた計測車の概略構成図を示している。 １……計測車、2,3,4,5……非接触レーザ変位計、６…
…非接触光学速度計、10……パーソナルコンピュータ、
11……方位センサ、ｇ（Ｘ）……システム出力、Ｇ
（ω）……周波数領域で表された計測システム出力、Ｆ
（ω）……周波数領域で表された路面関数、Ｈ（ω）…
…重み付けシステム伝達関数、H1（ω）、H2（ω）、H3
（ω）……各々のシステム伝達関数、Ｆ（Ｘ）……重み
付けされた平均路面関数、a,b,c,d……重み付け係数、
θ……方位情報、NX、EX……サンプリング周期毎の位置
情報。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−215805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−196402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−27247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−138408（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−127459（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/30 G01C 7/02
Claims (2)
- 【請求項１】計測車に、その車体の前後方向に沿って一
直線上に３台以上の非接触レーザ変位計を互いに所定間
隔を介して配設すると共に非接触光学速度計を設け、前
記計測車を走行させながら少なくとも前記３台の非接触
レーザ変位計及び非接触光学速度計からなる各システム
により周波数領域で表わされた計測システム出力及びシ
ステム伝達関数を算出し、前記計測システム出力及びシ
ステム伝達関数に基づき周波数領域で表された路面関数
を算出し、その上で前記路面関数を逆フーリエ変換して
路面距離領域で表された路面関数を算出する路面計測法
であって、前記路面関数の算出時に重み付けシステム伝
達関数が採用され、この重み付けシステム伝達関数は前
記各システム毎に得られるシステム伝達関数の内より、
算出時の周波数において比較的大きな利得を示すものが
高比率で採用されることを特徴とする路面計測法。 - 【請求項２】計測車に、その車体の前後方向に沿って一
直線上に３台以上の非接触レーザ変位計を互いに所定間
隔を介して配設すると共に非接触光学速度計を設け、前
記計測車を走行させながら少なくとも前記３台の非接触
レーザ変位計及び非接触光学速度計からなる各システム
により周波数領域で表わされた計測システム出力及びシ
ステム伝達関数を算出し、前記計測システム出力及びシ
ステム伝達関数に基づき周波数領域で表された路面関数
を算出し、その上で前記路面関数を逆フーリエ変換して
路面距離領域で表された路面関数を算出する路面計測法
であって、前記計測車に方位センサを設け、この方位セ
ンサの方位情報と前記非接触光学速度計の速度情報とよ
りサンプリング時の計測位置情報を求め、路面距離領域
で表わされた路面関数と前記計測位置情報とを関連させ
て表示するように構成されたことを特徴とする路面計測
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178790 | 1990-01-31 | ||
| JP2-21787 | 1990-01-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03251711A JPH03251711A (ja) | 1991-11-11 |
| JP2765194B2 true JP2765194B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12064779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15242690A Expired - Lifetime JP2765194B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-06-11 | 路面計測法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765194B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109855516A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 武爱兵 | 一种用于测量建筑物表面平整度的装置 |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP15242690A patent/JP2765194B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109855516A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-06-07 | 武爱兵 | 一种用于测量建筑物表面平整度的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03251711A (ja) | 1991-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7289898B2 (en) | Apparatus and method for measuring speed of a moving object | |
| JP3328939B2 (ja) | 車両用ナビゲーション装置及びこれに使用する道路形状データの作成 | |
| US4908767A (en) | Acceleration measuring system | |
| JPH0249136A (ja) | 車両特に自動車などにおける横風の影響を測定する装置 | |
| JP4392074B2 (ja) | 車載用ナビゲーション装置 | |
| CN110530480A (zh) | 一种基于测距激光传感器的桥梁动态称重系统及其方法 | |
| JPH0814490B2 (ja) | 車載用ナビゲ−シヨン装置 | |
| JPS62255828A (ja) | 最大車両総重量測定方式 | |
| JPH0833302B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP2765194B2 (ja) | 路面計測法 | |
| JP3095189B2 (ja) | ナビゲーション装置 | |
| JP2000088568A (ja) | わだち深さ簡易連続計測装置および方法 | |
| JP2712537B2 (ja) | 路面計測法 | |
| US5309373A (en) | Apparatus and method for wind-corrected measurement of steering pull on a vehicle | |
| JPH11232586A (ja) | 車輪間隔算出装置 | |
| JPH06229772A (ja) | 積分型センシング装置 | |
| JP2841028B2 (ja) | 角速度検出装置 | |
| JP2004276632A (ja) | コーナリングパワーの算出方法 | |
| JP3581392B2 (ja) | 積分型センシング装置 | |
| JPH05312933A (ja) | ナビゲーション方式 | |
| JPH03107712A (ja) | 路面計測法 | |
| JPH041514A (ja) | 路面計測法 | |
| JPH03221807A (ja) | 路面計測方法 | |
| JP3484020B2 (ja) | 車両の横滑り角計測方法 | |
| JP2618266B2 (ja) | 方向センサの出力補正方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080403 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100403 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100403 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403 Year of fee payment: 13 |