JP5940962B2 - Oscillation measuring instrument and oscillation measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両の動揺を測定する動揺測定器等に関する。   The present invention relates to a motion measuring instrument for measuring the motion of a railway vehicle.

鉄道車両や自動車、船舶、航空機といった輸送機の動揺を測定することは、輸送機の乗り心地の把握や、安全運行の管理、車体・船体・機体の異常をいち早く察知するための手段として重要とされている。   Measuring the sway of transport equipment such as railway vehicles, automobiles, ships, and aircraft is important as a means of grasping transport comfort, managing safe operation, and quickly detecting abnormalities in the body, hull, and aircraft. Has been.

鉄道の分野においても様々な動揺測定器が提案されている。例えば、特許文献1には、鉄道車両の停止を判定するための車両動揺測定装置が記載されている。
また、特許文献2には、走行中の鉄道車両の3軸加速度を計測して車体の故障等に起因する異常揺動を正確に判定する技術が記載されている。
Various motion measuring instruments have also been proposed in the railway field. For example, Patent Document 1 describes a vehicle sway measurement device for determining stoppage of a railway vehicle.
Patent Document 2 describes a technique for accurately determining abnormal swing caused by a vehicle body failure or the like by measuring the triaxial acceleration of a running railway vehicle.

特開2012−106554号公報JP 2012-106554 A 特開2006−335320号公報JP 2006-335320 A

従来の動揺計測器は、加速度を継続的に計測・記録し、例えば計測データの時系列変化を示すグラフ表示や、各計測軸方向の最大加速度や平均加速度と言った統計値の算出・表示をするのが一般的である。しかし、計測された加速度がグラフ表示されたとしても、計測に習熟した者でもなければグラフを見ただけではそれがどのような意味を持っているかは正しく理解できない。例えば、急激な減速の加速度が計測されたとして、それが乗客にとってどの程度の「倒れる」感覚を与えるレベルなのか、と言った実際的で実用的な評価を下すことはできない。   Conventional vibration measuring instruments continuously measure and record acceleration, for example, graph display showing time-series changes in measurement data, and calculation and display of statistical values such as maximum acceleration and average acceleration in the direction of each measurement axis. It is common to do. However, even if the measured acceleration is displayed in a graph, it is impossible to correctly understand what it means by looking at the graph unless you are an expert in measurement. For example, if acceleration of sudden deceleration is measured, it is impossible to make a practical and practical evaluation of how much a passenger feels to “fall down”.

本発明がなされた目的は、鉄道車両の動揺の程度を一目瞭然に識別可能とすることである。より具体的には、例えば「動力車操縦者運転免許」の実技試験等で使用されている「吉田式車両動揺測定器」を置き換え得る装置を実現することである。   An object of the present invention is to make it possible to clearly identify the degree of shaking of a railway vehicle. More specifically, for example, it is to realize a device that can replace the “Yoshida type vehicle sway measuring instrument” used in the practical test of the “powered vehicle operator driving license” or the like.

以上の課題を解決するための第1の発明は、鉄道車両に設置され、厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションして前記鉄道車両の動揺を測定する動揺測定器であって、
加速度センサ(例えば、図1の加速度センサ116、図11の加速度計測部130)と、
前記剛体(例えば、図6の測定駒34a,24b,・・・)を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定された一の低域通過帯に基づいて、前記加速度センサの検出信号を濾波するローパスフィルタ(例えば、図1の制御基板110、CPU112、図11の演算部140、ローパスフィルタ部145、図14のステップS6)と、
前記ローパスフィルタによって濾波された信号に基づいて、前記各仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定する判定手段(例えば、図1の制御基板110、CPU112、図11の演算部140、判定部147、図14のステップS22)と、を備えた動揺測定器である。
The first invention for solving the above problems is to simulate the fall of a cuboid-shaped rigid body installed in a railway vehicle and installed in an upright state with the thickness direction directed to the measurement direction, thereby preventing the railway vehicle from being shaken. A measuring instrument for measuring motion,
An acceleration sensor (for example, the acceleration sensor 116 in FIG. 1 and the acceleration measuring unit 130 in FIG. 11);
One low-frequency passage set in common for a plurality of virtual rigid bodies having the same predetermined height and width and different thickness, which simulate the rigid bodies (for example, the measuring pieces 34a, 24b,... In FIG. 6). A low-pass filter for filtering the detection signal of the acceleration sensor based on the band (for example, the control board 110 in FIG. 1, the CPU 112, the arithmetic unit 140 in FIG. 11, the low-pass filter unit 145, and step S6 in FIG. 14);
Based on the signal filtered by the low-pass filter, determination means for determining whether or not the static overturning condition of each virtual rigid body is satisfied (for example, the control board 110, the CPU 112 in FIG. 1, and the arithmetic unit 140 in FIG. 11). , Determination unit 147, and step S22) of FIG.

また、別形態として、厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションして鉄道車両の動揺を測定する加速度センサを備えた動揺測定器による動揺測定方法であって、前記剛体を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定された一の低域通過帯に基づいて、前記加速度センサの検出信号をローパスフィルタ処理するステップ(例えば、図14のステップS6、S22)と、
前記ローパスフィルタ処理された信号に基づいて、前記各仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定する判定ステップ(例えば、図14のステップS22)と、を含む動揺測定方法を構成することができる。
Also, as another form, a vibration measurement method using a vibration measuring instrument equipped with an acceleration sensor for simulating the falling of a cuboid rigid body installed in an upright state with the thickness direction directed to the measurement direction and measuring the vibration of a railway vehicle The acceleration sensor detection signal is low-passed based on a single low-pass band that is commonly set for a plurality of virtual rigid bodies having the same predetermined height and width and different thickness, which simulate the rigid body. Steps for filtering (for example, steps S6 and S22 in FIG. 14);
And a determination step (for example, step S22 in FIG. 14) for determining whether or not the static falling condition of each virtual rigid body is satisfied based on the low-pass filtered signal. be able to.

第1の発明によれば、加速度センサで計測した値を、剛体を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定された一の低域通過帯に基づいて帯域制限し、その結果に基づいて仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定することができる。つまり、動揺の程度を、何れの剛体が倒れたか否かという一目瞭然の形で識別可能とすることができる。   According to the first aspect of the present invention, the value measured by the acceleration sensor is set to one low-pass band that is commonly set for a plurality of virtual rigid bodies having the same predetermined height and width and different thicknesses that simulate the rigid body. Based on the result, it is possible to determine whether or not the static toppling condition of each virtual rigid body is satisfied based on the result. That is, it is possible to identify the degree of swaying in a form that is obvious at a glance as to which rigid body has fallen.

ここで、模擬する剛体を「吉田式車両動揺測定器」の「測定駒」とすれば、「吉田式車両動揺測定器」をデジタル技術にて再現し置き換えを可能にする。「吉田式車両動揺測定器」は、鉄道の運転士資格(国家資格)である「動力車操縦者運転免許」の技能試験等において現在も使用されているが、製造販売が中止されたために将来的な維持管理に懸念がもたれ、代替品が切望されていたが、本発明によればこれに応える技術を提供できる。   Here, if the rigid body to be simulated is the “measurement piece” of the “Yoshida type vehicle vibration measurement device”, the “Yoshida type vehicle vibration measurement device” can be reproduced and replaced by digital technology. The “Yoshida-style vehicle sway measuring instrument” is still used in the skill test of the “powered vehicle operator driver's license”, which is a railway driver qualification (national qualification). However, according to the present invention, it is possible to provide a technology that can respond to this problem.

ローパスフィルタに関しては、第2の発明として、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が、前記仮想剛体の厚さに関わらず、当該仮想剛体の転倒に要する最小限の加速度である限界加速度を当該厚さ方向に加えた場合の転倒に至るまでの時間を一定と見なした当該転倒到達時間に基づいて定められてなる、第1の発明の動揺測定器を構成できる。   With regard to the low-pass filter, as a second invention, a critical acceleration that is a minimum acceleration required for the virtual rigid body to fall is determined in the thickness direction, regardless of whether the cutoff frequency of the low-pass filter is the thickness of the virtual rigid body. The oscillation measuring instrument according to the first aspect of the present invention can be configured based on the fall arrival time when the time until the fall is assumed to be constant when added to.

また、第3の発明として、前記ローパスフィルタはカットオフ周波数が2.0〜3.0Hzのうちの一の周波数に設定されてなる、第1の発明の動揺測定器を構成できる。   As a third aspect of the invention, the low-pass filter can constitute the fluctuation measuring instrument according to the first aspect of the invention, wherein the cutoff frequency is set to one of 2.0 to 3.0 Hz.

更に、第4の発明として、前記ローパスフィルタはカットオフ周波数が2.5Hzに設定されてなる、第1〜第3の何れかの発明の動揺測定器を構成できる。   Furthermore, as a fourth invention, the low-pass filter can constitute the oscillation measuring instrument according to any one of the first to third inventions, in which a cutoff frequency is set to 2.5 Hz.

また、第5の発明として、高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体のセットであって、複数種類のセットの中から一のセットを選択する選択手段(例えば、図1のタッチパネル102、操作入力キー104、図11の操作入力部128、演算部140、仮想剛体選択部143、仮想剛体セットデータ154、図14のステップS4)を更に備え、前記ローパスフィルタは、前記選択手段により選択されるセットに関わらず、共通のカットオフ周波数に設定されてなる、第1〜第4の何れかの発明の動揺測定器を構成できる。   Further, as a fifth aspect of the invention, there is a selection means for selecting a set of a plurality of virtual rigid bodies having the same height and width but different thicknesses, and selecting one set from a plurality of types of sets (for example, FIG. The touch panel 102, the operation input key 104, the operation input unit 128 in FIG. 11, the calculation unit 140, the virtual rigid body selection unit 143, the virtual rigid body set data 154, and step S4 in FIG. 14 are further provided, and the low-pass filter includes the selection unit. Regardless of the set selected by the above, it is possible to constitute the fluctuation measuring instrument according to any one of the first to fourth inventions, which is set to a common cutoff frequency.

動揺測定器の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a fluctuation measuring device. 動揺測定における静的転倒モデルを説明するための図。The figure for demonstrating the static fall model in shaking measurement. 動揺測定における仮想剛体が静止状態から転倒開始状態へ遷移する時間Δtを算出する過程を説明する図。The figure explaining the process of calculating time (DELTA) t in which a virtual rigid body in a shake measurement changes from a stationary state to a fall start state. 動揺測定におけるローパスフィルタのカットオフ周波数の設定原理を説明するための図。The figure for demonstrating the setting principle of the cutoff frequency of a low-pass filter in fluctuation measurement. タッチパネルでの動揺測定結果の表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the fluctuation measurement result on a touch panel. 吉田式車両動揺測定器の斜視外観図。The perspective external view of a Yoshida type vehicle sway measuring instrument. 吉田式車両動揺測定器の測定駒を模した各種仮想剛体における諸元と限界加速度Axの関係を示す表。The table | surface which shows the relationship between the item in the various virtual rigid bodies which imitated the measurement piece of the Yoshida type vehicle vibration measuring device, and the limit acceleration Ax. 各加速度を加えた場合に、各仮想剛体の重心Gが回転中心Oを通る鉛直線(線分OC)を通過するまでの時間Δtを示す表。The table | surface which shows time (DELTA) t until the gravity center G of each virtual rigid body passes the perpendicular line (line segment OC) which passes along the rotation center O when each acceleration is added. 各仮想剛体について、異なる加速度を加えた場合の当該加速度と時間Δtとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the said acceleration and time (DELTA) t when different acceleration is added about each virtual rigid body. FIR型のデジタルフィルタによる周波数利得の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the frequency gain by a FIR type digital filter. 動揺測定器の機能構成例を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the functional structural example of a fluctuation measuring device. 仮想剛体セットデータのデータ構成例を示す図。The figure which shows the data structural example of virtual rigid body set data. 仮想剛体セットデータのデータ構成例を示す図。The figure which shows the data structural example of virtual rigid body set data. 動揺測定に係る処理の流れを説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the flow of the process which concerns on fluctuation measurement.

〔第1実施形態〕
コンピュータを利用して本発明を適用した動揺測定器を実現する実施形態について説明する。図1は、本実施形態における動揺測定器100の構成例を示す図であって(1)正面図、(2)側面図である。動揺測定器100は、軌道3に沿って走行する鉄道車両4に搭載され、走行中の動揺を測定する装置であって一種のコンピュータである。動揺測定器100は、タッチパネル102と、操作入力キー104と、内蔵バッテリー106と、制御基板110とを備える。
[First Embodiment]
An embodiment for realizing a fluctuation measuring instrument to which the present invention is applied using a computer will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a fluctuation measuring instrument 100 in the present embodiment, (1) a front view and (2) a side view. The sway measuring instrument 100 is a device that is mounted on the railway vehicle 4 that travels along the track 3 and that measures swaying motion while traveling. The sway measuring instrument 100 includes a touch panel 102, operation input keys 104, a built-in battery 106, and a control board 110.

タッチパネル102は、表示デバイスとタッチ操作デバイスとを兼ねる入力デバイスである。また、操作入力情報や動揺の測定結果等を表示することができる。
操作入力キー104は、ボタンスイッチやダイヤル、レバーなどにより実現され、各種操作入力をすることができる。
The touch panel 102 is an input device that serves as both a display device and a touch operation device. In addition, operation input information, measurement results of shaking, and the like can be displayed.
The operation input key 104 is realized by a button switch, dial, lever, or the like, and can perform various operation inputs.

制御基板110は、CPU(Central Processing Unit)112やGPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)などの各種マイクロプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、VRAMやRAM,ROM等の各種ICメモリ114、加速度センサ116、外部装置との間でデータ通信を実現する通信モジュール118等を備える。その他、タッチパネル102の表示ドライバ回路、操作入力キー104やタッチパネル102等の入力デバイスからの信号を受信する回路、と言った所謂I/F回路(インターフェース回路)が搭載されている。これら制御基板110に搭載されている各要素は、それぞれバス回路などを介して電気的に接続され、データの読み書きや信号の送受信が可能に接続されている。   The control board 110 includes various microprocessors such as a CPU (Central Processing Unit) 112, a GPU (Graphics Processing Unit), and a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and various IC memories such as a VRAM, a RAM, and a ROM. 114, the acceleration sensor 116, and a communication module 118 for realizing data communication with an external device. In addition, a so-called I / F circuit (interface circuit) called a display driver circuit of the touch panel 102 and a circuit that receives signals from input devices such as the operation input keys 104 and the touch panel 102 is mounted. Each element mounted on the control board 110 is electrically connected via a bus circuit or the like, and is connected so as to be able to read / write data and transmit / receive signals.

加速度センサ116は、X軸・Y軸・Z軸の直交3軸の加速度を同時に計測できる公知のセンサである。本実施形態では、計測方向X軸が測定器の前後方向に沿い、X軸正方向が車両進行方向となるように配置される。尚、加速度センサ116は、必ずしも動揺測定器100内に設けなくとも良い。例えば、別途ケーブルを介して測定器本体に接続する構成でも良い。   The acceleration sensor 116 is a known sensor that can simultaneously measure accelerations in three orthogonal axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis. In the present embodiment, the measurement direction X-axis is arranged along the front-rear direction of the measuring instrument, and the positive X-axis direction is the vehicle traveling direction. Note that the acceleration sensor 116 is not necessarily provided in the fluctuation measuring device 100. For example, the structure connected to a measuring device main body via a cable may be sufficient.

[原理の説明]
図2〜図4は、本実施形態における動揺測定の原理を説明するための図である。尚、ここでは測定対象として車両の前後方向の測定をすることとしX軸方向の加速度を例に挙げて説明するが、車両左右方向の動揺の測定をする場合にはY軸方向の加速度について、上下方向の動揺の測定をする場合にはZ軸方向の加速度について、同様に適用することで望む方向の動揺測定が実現できる。
[Description of Principle]
2-4 is a figure for demonstrating the principle of the fluctuation measurement in this embodiment. Here, the measurement is performed in the longitudinal direction of the vehicle as an object to be measured, and the acceleration in the X-axis direction will be described as an example. However, in the case of measuring the fluctuation in the lateral direction of the vehicle, the acceleration in the Y-axis direction is In the case of measuring the fluctuation in the vertical direction, the fluctuation measurement in the desired direction can be realized by similarly applying the acceleration in the Z-axis direction.

さて、従来の動揺計測装置は、車両走行中の加速度を計測・記録し、例えば計測データの時系列変化を示すグラフ表示や、各計測軸方向の最大加速度や平均加速度と言った統計値を算出して表示するのが一般的である。しかし、本実施形態の動揺測定器100は、動揺の程度を一目瞭然に識別可能とすることができる。   Now, the conventional vibration measurement device measures and records acceleration while the vehicle is running, and calculates, for example, a graph display showing time-series changes in measurement data, and statistical values such as maximum acceleration and average acceleration in each measurement axis direction. Is generally displayed. However, the fluctuation measuring apparatus 100 of the present embodiment can clearly identify the degree of fluctuation at a glance.

具体的には、図2に示すように、乗客6が急激な加速度を受けて揺動する現象を仮想剛体7の静的転倒モデルと見なす。動揺測定器100は、加速度センサ116で検出される加速度をローパスフィルタに通す。そして、フィルタを通過した加速度の値と、当該仮想剛体が静的に転倒する限界加速度Axとを比較することで動揺測定をする。   Specifically, as shown in FIG. 2, the phenomenon in which the passenger 6 swings under rapid acceleration is regarded as a static overturning model of the virtual rigid body 7. The motion measuring instrument 100 passes the acceleration detected by the acceleration sensor 116 through a low-pass filter. Then, the fluctuation is measured by comparing the value of the acceleration that has passed through the filter and the limit acceleration Ax at which the virtual rigid body falls statically.

先ず、前提条件を述べる。仮想剛体7は、重量M(g)の中実直方体状であって、転倒力Fに沿った厚さB(mm)、高さH(mm)、幅L(非図示)の諸元を有するものとする。これに静的な転倒力Fが作用して、転倒力Fの作用方向の下端Oを中心に時計回り(図2の例では右方向)に傾き転倒すると仮定する。   First, preconditions are described. The virtual rigid body 7 has a solid rectangular shape with a weight M (g), and has specifications of a thickness B (mm), a height H (mm), and a width L (not shown) along the falling force F. Shall. It is assumed that a static overturning force F acts on this and tilts clockwise around the lower end O in the direction of the overturning force F (rightward in the example of FIG. 2).

仮想剛体7を転倒させようとする転倒モーメントは式(1)となる。
F×H/2 ・・・・・・式(1)
対して、転倒に逆らうモーメントは式(2)となる。
W×B/2 ・・・・・・式(2)
The overturning moment to try to overturn the virtual rigid body 7 is expressed by equation (1).
F x H / 2 ··· Formula (1)
On the other hand, the moment against the fall is represented by equation (2).
W × B / 2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (2)

仮想剛体7が転倒する転倒条件は、(F×H/2)>(W×B/2)と記述できる。
転倒力FをX軸方向の加速度Axを用いて記述すれば(F=M・Ax)となる。また、仮想剛体7の重心Gに作用する荷重Wを重力加速度Agを用いて記述すれば、(W=M・Ag)となる。よって、転倒条件は式(3)と整理することができる。
(H/2)×Ax>(B/2)×Ag ・・・・・・式(3)
ここで、X軸方向の加速度Axに着目すると式(4)が導かれる。本明細書では、これを仮想剛体7が静的転倒する「限界加速度」と呼び。B/Hを「転倒係数K」と呼ぶ。
Ax=Ag・B/H ・・・・・・式(4)
The fall condition for the virtual rigid body 7 to fall can be described as (F × H / 2)> (W × B / 2).
If the overturning force F is described using the acceleration Ax in the X-axis direction, (F = M · Ax) is obtained. If the load W acting on the center of gravity G of the virtual rigid body 7 is described using the gravitational acceleration Ag, (W = M · Ag). Therefore, the overturning condition can be summarized as Equation (3).
(H / 2) × Ax> (B / 2) × Ag Expression (3)
Here, when attention is paid to the acceleration Ax in the X-axis direction, Expression (4) is derived. In this specification, this is referred to as “limit acceleration” in which the virtual rigid body 7 statically falls. B / H is referred to as “tumbling coefficient K”.
Ax = Ag · B / H ··· Equation (4)

次に、加速度センサ116で計測された計測値に適用されるローパスフィルタのカットオフ周波数の算出について説明する。
図3は、仮想剛体7が静止状態(時刻t0)から転倒開始状態(時刻t1)へ遷移する時間Δtを算出する過程を説明する図である。仮想剛体7の重心Gに作用して回転中心Oを軸に転倒方向へ回転させようとする回転力F’、転倒に逆らう回転力W’は、転倒条件F’>W’を満たすことで回転が継続する。よって、転倒させようとする差し引きの回転力は(F’−W’)と記述できる。よって、仮想剛体7の転倒を「重心Gが回転中心Oの鉛直線(線分OC)まで直線運動する現象」とみなせば、転倒開始状態(時刻t1)における重心Gの速度Vは式(5)のように記述できる。
V=1/2・(F’−W)/M・Δt ・・・・・・式(5)
Next, calculation of the cut-off frequency of the low-pass filter applied to the measurement value measured by the acceleration sensor 116 will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of calculating a time Δt during which the virtual rigid body 7 transitions from the stationary state (time t0) to the fall start state (time t1). The rotational force F ′ that acts on the center of gravity G of the virtual rigid body 7 to rotate about the rotation center O in the overturning direction and the rotational force W ′ against the overturning rotate by satisfying the overturning condition F ′> W ′. Will continue. Therefore, the rotational force of the subtraction to be overturned can be described as (F′−W ′). Therefore, if the fall of the virtual rigid body 7 is regarded as “a phenomenon in which the center of gravity G moves linearly to the vertical line (line segment OC) of the rotation center O”, the velocity V of the center of gravity G in the fall start state (time t1) is ).
V = 1/2 · (F′−W) / M · Δt (5)

ここで、回転力F’の加速度の変化に着目すると、回転力F’の加速度(F’/M)は、静止状態(時刻t0)にて(F’/M=Ax・cosφ)であるが、転倒開始状態(時刻t1)では(F’ /M=Ax)になる。よって、回転力F’の加速度(F’/M)は、「平均加速度F’/M=1/2・Ax・(cosφ+1)」と置き換えることができる。
同様にして、転倒に逆らう回転力W’の加速度(W’/M)は、静止状態(時刻t0)にてW’/M=Ag・sinφであるが、転倒開始状態(時刻t1)ではW’/M=0になる。よって、回転力W’の加速度(W’/M)は、「平均加速度W’/M=1/2・Ag・sinφ」と置き換えることができる。
Here, focusing on the change in the acceleration of the rotational force F ′, the acceleration (F ′ / M) of the rotational force F ′ is (F ′ / M = Ax · cosφ) in a stationary state (time t0). In the fall start state (time t1), (F ′ / M = Ax) is obtained. Therefore, the acceleration (F ′ / M) of the rotational force F ′ can be replaced with “average acceleration F ′ / M = 1/2 · Ax · (cosφ + 1)”.
Similarly, the acceleration (W ′ / M) of the rotational force W ′ against the fall is W ′ / M = Ag · sinφ in the stationary state (time t0), but in the fall start state (time t1), W ′ / M = Ag · sinφ. '/ M = 0. Therefore, the acceleration (W ′ / M) of the rotational force W ′ can be replaced with “average acceleration W ′ / M = 1/2 · Ag · sinφ”.

よって、先に求めた速度Vの式(5)は、式(6)と書き換え可能であり、更に整理すると式(7)が得られる。
V=1/2・{1/2・Ax・(cosφ+1)−1/2・Ag・sinφ}・Δt
・・・式(6)
V=1/4・{Ax・(cosφ+1)−Ag・sinφ}・Δt ・・・式(7)
Therefore, the equation (5) of the velocity V obtained previously can be rewritten as the equation (6), and further arranging, the equation (7) is obtained.
V = 1/2 · {1/2 · Ax · (cosφ + 1) −½ · Ag · sinφ} · Δt
... Formula (6)
V = 1/4 · {Ax · (cosφ + 1) −Ag · sinφ} · Δt (7)

更に、幾何的関係から「速度V=tanφ・r/Δt」と記述できるので、数式(7)は式(8)に書き換え可能であり、更に整理すると式(9)を得ることができる。
Δt=4r・tanφ/{Ax・(cosφ+1)−Ag・sinφ} ・・式(8)
Δt=2・√〔r・tanφ/{Ax・(cosφ+1)−Ag・sinφ}〕
・・・式(9)
Furthermore, since it can be described as “velocity V = tan φ · r / Δt” from the geometrical relationship, Expression (7) can be rewritten into Expression (8), and further rearranged, Expression (9) can be obtained.
Δt 2 = 4r · tanφ / {Ax · (cosφ + 1) −Ag · sinφ} (8)
Δt = 2 · √ [r · tanφ / {Ax · (cosφ + 1) −Ag · sinφ}]
... Formula (9)

そして図4に示すように、式(9)及び式(4)から時間Δtに着目すると、「仮想剛体7を転倒させようとする力Fの継続時間がΔt未満であれば、当該力Fを生むX軸方向の加速度の継続時間がたとえ限界加速度Axを超えているとしても、仮想剛体7はロッキングはするが転倒には至らない」と言える。そして、この転倒に必要な時間Δtは、仮想剛体7の諸元(厚さB、高さH)と定数Ag(重力加速度)により決まることがわかる。   Then, as shown in FIG. 4, focusing on the time Δt from the equations (9) and (4), “if the duration time of the force F that tries to overturn the virtual rigid body 7 is less than Δt, the force F Even if the duration of the generated acceleration in the X-axis direction exceeds the limit acceleration Ax, it can be said that the virtual rigid body 7 rocks but does not fall. Then, it can be seen that the time Δt required for the overturn is determined by the specifications (thickness B, height H) of the virtual rigid body 7 and the constant Ag (gravity acceleration).

ここで、仮想剛体7を転倒させようとする力F、つまりは回転力F’の加速度をある周波数の成分と見なせないかを考える。すると、静止状態(時刻t0)にて(F’/M=Ax・cosφ)であるが、転倒開始状態(時刻t1)では(F’/M=Ax)になる変化からすれば、転倒する時の速度を正弦波に例えると、時間Δtが当該正弦波の4分の1周期に相当すると見なせるので、式(10)のような周波数fを得ることができる。
f=1/T=1/(4・Δt) ・・・・・・式(10)
Here, it is considered whether the force F that causes the virtual rigid body 7 to fall, that is, the acceleration of the rotational force F ′, can be regarded as a component of a certain frequency. Then, although it is (F ′ / M = Ax · cosφ) in the stationary state (time t0), in the fall start state (time t1), when changing from (F ′ / M = Ax), If the speed is compared to a sine wave, it can be considered that the time Δt corresponds to a quarter period of the sine wave, and therefore the frequency f as shown in equation (10) can be obtained.
f = 1 / T = 1 / (4 · Δt) Expression (10)

よって、「仮想剛体7を転倒させようとする力Fの継続時間がΔt未満であれば、当該力Fを生むX軸方向の加速度の継続時間がたとえ限界加速度Axを超えているとしても、仮想剛体7はロッキングはするが転倒には至らない」と前述したが、これは「周波数f以上の帯域の加速度が作用しても、仮想剛体7はロッキングするが転倒に至らない」と換言できる。   Therefore, “if the duration time of the force F to cause the virtual rigid body 7 to fall is less than Δt, even if the duration time of the acceleration in the X-axis direction that generates the force F exceeds the limit acceleration Ax, Although the rigid body 7 locks but does not fall, it can be rephrased as “the virtual rigid body 7 locks but does not fall even if acceleration in a band of frequency f or higher is applied”.

従って、本実施形態の動揺測定器100は、加速度センサ116で計測されたX軸加速度Dxを、式(10)で得られる周波数fをカットオフ周波数とするローパスフィルタ(LPF)132を通過させて得られる値Dxpが、仮想剛体7の限界加速度Ax以上であれば「仮想剛体は転倒する」と判定し、限界加速度Ax未満であれば「仮想剛体は転倒しない」と判定する。尚、ローパスフィルタ132は、フィルタ回路によりハードウェアとして実現しても、CPU112の演算処理によりソフトウェアとして実現しても良い。本実施形態では、後者を採用するものとして説明する。   Therefore, the fluctuation measuring apparatus 100 of the present embodiment passes the X-axis acceleration Dx measured by the acceleration sensor 116 through the low-pass filter (LPF) 132 having the frequency f obtained by Expression (10) as a cutoff frequency. If the obtained value Dxp is equal to or greater than the limit acceleration Ax of the virtual rigid body 7, it is determined that “the virtual rigid body falls”, and if it is less than the limit acceleration Ax, it is determined that “the virtual rigid body does not fall”. The low-pass filter 132 may be realized as hardware by a filter circuit or may be realized as software by the arithmetic processing of the CPU 112. In the present embodiment, the latter will be described as being adopted.

図5は、タッチパネル102での動揺測定結果の表示例を示す図である。本実施形態の動揺測定器100は、図5(1)に示すように、測定開始時に初期状態として直立した仮想剛体7を表わす表示モデル8(8a,8b,・・・)をタッチパネル102で画像表示する。この例では、表示モデル8は、直方体状とされ丁度真上から見ている状態で表現されている。そして、測定中に「仮想剛体が転倒」と判定された場合、動揺測定器100は当該判定された仮想剛体7の表示モデル8(8a,8b,・・・)が倒れるように表示制御する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a display example of the fluctuation measurement result on the touch panel 102. As shown in FIG. 5A, the fluctuation measuring apparatus 100 of the present embodiment displays an image of a display model 8 (8a, 8b,...) Representing the virtual rigid body 7 upright as an initial state at the start of measurement on the touch panel 102. indicate. In this example, the display model 8 has a rectangular parallelepiped shape and is represented as viewed from directly above. Then, when it is determined that “the virtual rigid body falls” during the measurement, the fluctuation measuring device 100 performs display control so that the display model 8 (8a, 8b,...) Of the determined virtual rigid body 7 falls.

倒れる方向は、画面における車両進行方向の設定に従う。本実施形態では、タッチパネル102の上方を車両進行方向「前」とする。従って、ローパスフィルタを通過したX軸方向加速度Dxpの値が「マイナス」のケース、つまり減速に伴って「仮想剛体が転倒」と判定された場合には、図5(2)のように、動揺測定器100は画面上方向に向けて仮想剛体7の表示モデル8(この例では8a,8b)が転倒したかのように表示制御する。また、直立状態と転倒状態との識別を容易にするために、転倒表示された表示モデル8の表示色を直立状態から別の設定(例えば、白から赤へ)変更する。逆に、ローパスフィルタを通過したX軸方向加速度の値Dxpが「プラス」のケース、つまり進行方向への加速に伴って「仮想剛体が転倒」と判定された場合には、動揺測定器100は、図5(3)の表示モデル8(この例では8a)のように、画面下方向に向けて仮想剛体7が転倒したかのように表示制御する。   The direction of falling follows the setting of the vehicle traveling direction on the screen. In the present embodiment, the upper side of the touch panel 102 is assumed to be “front” in the vehicle traveling direction. Therefore, when the value of the X-axis direction acceleration Dxp that has passed through the low-pass filter is “minus”, that is, when it is determined that the “virtual rigid body falls” due to deceleration, as shown in FIG. The measuring instrument 100 controls the display as if the display model 8 (8a, 8b in this example) of the virtual rigid body 7 is overturned in the upward direction on the screen. Further, in order to easily distinguish between the upright state and the overturned state, the display color of the display model 8 displayed in the overturned state is changed from the upright state to another setting (for example, from white to red). On the contrary, when the value Dxp of the X-axis direction acceleration that has passed through the low-pass filter is “plus”, that is, when it is determined that the “virtual rigid body falls” with acceleration in the traveling direction, As shown in the display model 8 (8a in this example) of FIG. 5 (3), display control is performed as if the virtual rigid body 7 has fallen toward the bottom of the screen.

尚、本実施形態では、表示モデル8の表示は3次元コンピュータグラフィックスにより実現されるが、直立状態の2次元画像を転倒状態の2次元画像に差し替える方式でも良い。更には、そうしたグラフィック表示の演算処理負荷をも低減したい場合には、単に直立/転倒を示すテキスト表示やランプ表示の切り替えで実現しても良い。   In this embodiment, the display of the display model 8 is realized by three-dimensional computer graphics. However, a system in which a two-dimensional image in an upright state is replaced with a two-dimensional image in a falling state may be used. Furthermore, when it is desired to reduce the calculation processing load of such graphic display, it may be realized by simply switching between text display indicating upright / falling and lamp display.

従来の動揺計測器の計測結果は、計測データのグラフ表示や、最大加速度や平均加速度と言った数値の表示で行われてきた。故に、計測作業に慣れた者でなければ、その計測結果が感覚的にどの程度であるかは分かり難かった。
しかし、本実施形態の動揺測定器100によれば、仮想剛体7に相当する表示モデル8の転倒というスタイルで結果を一目瞭然に出力できる。換言すれば、動揺測定器100は、鉄道車両に設置され、厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションした「動揺測定」の結果を表示できる。本実施形態によれば誰でも直ぐに計測すなわち動揺測定の結果を理解することができるようになるので、例えば、図1に示したように、鉄道車両4に搭載し、運転手らが運転技量の確認のために使うといったことも可能になる。
The measurement result of the conventional shake measuring instrument has been performed by displaying a graph of measurement data and displaying numerical values such as maximum acceleration and average acceleration. Therefore, it is difficult to understand how much the measurement result is sensibly unless you are used to measurement work.
However, according to the fluctuation measuring instrument 100 of the present embodiment, the result can be output at a glance in the style of the fall of the display model 8 corresponding to the virtual rigid body 7. In other words, the sway measuring instrument 100 can display the result of “sway measurement” that simulates the fall of a cuboid-shaped rigid body that is installed in a railway vehicle and is installed in an upright state with the thickness direction facing the measurement direction. According to the present embodiment, anyone can immediately understand the result of the measurement, that is, the measurement of fluctuation, so that, for example, as shown in FIG. It can also be used for confirmation.

加えて、動揺測定器100によれば、仮想剛体7の諸元を任意に設定することにより、知りたい動揺のレベルに達したか否かを設定できるメリットがある。   In addition, the motion measuring instrument 100 has an advantage that it can be set whether or not the desired level of motion has been reached by arbitrarily setting the specifications of the virtual rigid body 7.

また、本実施形態の動揺測定器100を用いれば、図6に示すような、公知の「吉田式車両動揺測定器 :型式HA,HA−S」の代用品を実現できる。
吉田式車両動揺測定器30は、木製の本体31の駒設置溝32内に複数種類の直方体状の金属製の測定駒34(34a,34b,・・・)を立て、図中白矢印が車両前方を向くように水平に鉄道車両に設置される。測定駒34(34a,34b,・・・)は、それぞれ幅方向(転倒方向に直交する方向)及び高さ方向の長さと素材が同じであるが、厚さ方向(転倒方向)の長さが異なる剛体であり、それぞれ動揺に対する倒れ易さが異なる。車両走行中の測定駒34(34a,34b,・・・)の様子を観察し、どの測定駒34(34a,34b,・・・)が転倒したかにより動揺の程度を知ることができる。ちなみに、図6の例では、左端の測定駒34aから測定駒34eまでが転倒している状態にある。当該測定器は、鉄道の運転士資格(国家資格)である「動力車操縦者運転免許」の技能試験において現在も使用されているが、製造販売が中止されており将来的な維持管理に懸念がもたれ、代替品が切望されている。
Moreover, if the fluctuation measuring device 100 of this embodiment is used, the substitute of the well-known "Yoshida type vehicle fluctuation measuring device: Model HA, HA-S" as shown in FIG. 6 is realizable.
The Yoshida type vehicle sway measuring instrument 30 has a plurality of types of rectangular parallelepiped metal measuring pieces 34 (34a, 34b,...) In a piece installation groove 32 of a wooden main body 31, and white arrows in the figure indicate vehicles. It is installed horizontally on the railway car so that it faces the front. The measuring pieces 34 (34a, 34b,...) Have the same length and length in the width direction (direction perpendicular to the fall direction) and the same material, but the thickness direction (fall direction) has the same length. It is a different rigid body, and each has a different ease of falling against shaking. The state of the measurement pieces 34 (34a, 34b,...) While the vehicle is running can be observed, and the degree of shaking can be known from which measurement piece 34 (34a, 34b,...) Has fallen. Incidentally, in the example of FIG. 6, the measurement piece 34a at the left end to the measurement piece 34e are in a state of falling. The measuring instrument is still used in the skill test of the “powered vehicle driver's license”, which is a railway driver qualification (national qualification), but production and sales have been suspended and there are concerns about future maintenance. As a result, there is a strong demand for alternatives.

本実施形態の動揺測定器100では、吉田式車両動揺測定器30の測定駒34(34a,34b,・・・)の諸元を有する仮想剛体7を用意することで代用が可能である。吉田式車両動揺測定器30の測定駒34(34a,34b,・・・)は、特殊鋼の防錆加工した直方体形状を有しており、駒の厚さ違いで複数種類が存在する。具体的には、高さ50mm及び幅20mmは共通で、厚さが1mmピッチで6mm〜13mmの8種類と、厚さが15mm、17mm、19mm、21mmの4種類との、合計12種類が存在する。よって、これらの諸元を再現する仮想剛体7を同じように12種類用意することで、吉田式車両動揺測定器30を代用することが可能である。   In the shake measuring device 100 of the present embodiment, the virtual rigid body 7 having the specifications of the measurement piece 34 (34a, 34b,...) Of the Yoshida type vehicle shake measuring device 30 can be substituted. The measurement piece 34 (34a, 34b,...) Of the Yoshida-type vehicle sway measuring instrument 30 has a rectangular parallelepiped shape that is rust-proofed from special steel, and there are a plurality of types depending on the thickness of the pieces. Specifically, the height is 50 mm and the width is 20 mm, and there are a total of 12 types: 8 types with a thickness of 1 mm and 6 mm to 13 mm, and 4 types with thicknesses of 15 mm, 17 mm, 19 mm, and 21 mm. To do. Therefore, by preparing 12 types of virtual rigid bodies 7 that reproduce these specifications in the same way, it is possible to substitute the Yoshida-type vehicle vibration measuring device 30.

図7は、吉田式車両動揺測定器30の測定駒34(34a,34b,・・・)を模した各種仮想剛体における諸元と限界加速度Axの関係を示す表である。限界加速度Axは、前出の数式(4)により求められる。或いは、傾斜台に測定駒34(34a,34b,・・・)を立たせて徐々に傾斜角を増加させ、転倒を開始した傾斜角度から逆算して求めることもできる。   FIG. 7 is a table showing the relationship between specifications and limit acceleration Ax in various virtual rigid bodies simulating the measurement piece 34 (34a, 34b,...) Of the Yoshida-type vehicle vibration measuring device 30. The limit acceleration Ax is obtained by the above formula (4). Alternatively, the measurement piece 34 (34a, 34b,...) Can be raised on the tilting table to gradually increase the tilting angle, and the backward calculation can be performed from the tilting angle at which the fall started.

図8は、各仮想剛体について、異なる加速度を加えた場合の、当該仮想剛体の重心Gが回転中心Oを通る鉛直線(線分OC)を通過するまでの時間Δtを示す表である。時間Δtは前出の数式(9)により求められる。図7に示した各仮想剛体の限界加速度Axに最も近い加速度に対応する時間Δtを、太字の四角で囲って示している。
また、図9は、各仮想剛体について、異なる加速度を加えた場合の当該加速度と時間Δtとの関係を示すグラフであり、併せて、図7に示した限界加速度Axを破線で示し、交点に白丸を付している。
これらの図に於いて注目すべきは、各仮想剛体について、それぞれの限界加速度Axが作用した場合の時間Δtの値である。仮想剛体「測定駒B6」〜「測定駒B13」は厚さBが異なるにもかかわらず、ほぼΔt=0.1[sec]で一定となっている。よって、ローパスフィルタのカットオフ周波数fは2.5[Hz]に統一できると考えられる。
FIG. 8 is a table showing the time Δt until the center of gravity G of the virtual rigid body passes through the vertical line (line segment OC) passing through the rotation center O when different accelerations are applied to each virtual rigid body. The time Δt is obtained by the above formula (9). The time Δt corresponding to the acceleration closest to the limit acceleration Ax of each virtual rigid body shown in FIG. 7 is shown surrounded by a bold square.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the acceleration and time Δt when different accelerations are applied to each virtual rigid body. In addition, the limit acceleration Ax shown in FIG. A white circle is attached.
What should be noted in these figures is the value of the time Δt when the respective limit acceleration Ax is applied to each virtual rigid body. The virtual rigid bodies “measurement piece B6” to “measurement piece B13” are substantially constant at Δt = 0.1 [sec] even though the thickness B is different. Therefore, it is considered that the cut-off frequency f of the low-pass filter can be unified to 2.5 [Hz].

図10は、カットオフ周波数を2.5[Hz]前後に設定したFIR型のデジタルフィルタによる周波数利得の一例を示すグラフである。同図に示すように、フィルタの特性上、通過エッジ周波数(2.5[Hz])〜遮断エッジ周波数(4.8[Hz])間の遷移域が存在するため、ある周波数を境に明確に通過/除去される周波数成分が分けられるものではない。よって、仮想剛体「測定駒B6」〜「測定駒B13」それぞれの時間Δtが厳密には異なるが、フィルタの特性を考慮すると、カットオフ周波数fを2.5[Hz]に統一して問題無いと考えられる。よって、本実施形態の動揺測定器100で「吉田式車両動揺測定器」を再現しようとした場合、ローパスフィルタのカットオフ周波数fを2.5[Hz]に設定するのが一つの例となる。但し、遷移域の幅を考慮して、カットオフ周波数を2.0〜3.0[Hz]のうちの一の周波数に設定するとしてもよい。以降では、動揺測定器100で「吉田式車両動揺測定器」を再現することを前提として説明をつづけることとする。   FIG. 10 is a graph showing an example of the frequency gain by the FIR type digital filter in which the cutoff frequency is set to around 2.5 [Hz]. As shown in the figure, because of the characteristics of the filter, there is a transition band between the passing edge frequency (2.5 [Hz]) and the cut-off edge frequency (4.8 [Hz]). The frequency components that are passed / removed are not separated. Therefore, the time Δt of each of the virtual rigid bodies “measurement piece B6” to “measurement piece B13” is strictly different, but considering the characteristics of the filter, there is no problem by unifying the cut-off frequency f to 2.5 [Hz]. it is conceivable that. Therefore, when trying to reproduce the “Yoshida type vehicle motion measuring device” with the motion measuring device 100 of this embodiment, setting the cutoff frequency f of the low-pass filter to 2.5 [Hz] is one example. . However, the cut-off frequency may be set to one of 2.0 to 3.0 [Hz] in consideration of the width of the transition region. Hereinafter, the description will be continued on the premise that the “Yoshida type vehicle shake measuring device” is reproduced by the shake measuring device 100.

尚、動揺測定器100にて従来のような計測データのグラフ表示や最大加速度や平均加速度と言った数値の表示を排除するものではなく、表示モデル8による表示とともに従来のような表示を行っても良いが、以降では従来のような表示に関して説明は省略する。   In addition, it does not exclude the conventional graph display of measurement data and the display of numerical values such as the maximum acceleration and the average acceleration in the motion measuring instrument 100, and the conventional display is performed together with the display by the display model 8. However, the description regarding the conventional display is omitted.

[機能ブロックの説明]
図11は、動揺測定器100の機能構成例を示す機能ブロック図である。動揺測定器100は、操作入力部128と、加速度計測部130と、演算部140と、記憶部150と、通信I/F(Interface)180と、画像表示部182と、を有し、これらはバス190によりデータ送受可能に接続されている。動揺測定器100は、一種のコンピュータシステムとも言える。
[Description of functional block]
FIG. 11 is a functional block diagram illustrating a functional configuration example of the fluctuation measuring device 100. The motion measuring instrument 100 includes an operation input unit 128, an acceleration measurement unit 130, a calculation unit 140, a storage unit 150, a communication I / F (Interface) 180, and an image display unit 182. The bus 190 is connected so that data can be transmitted and received. It can be said that the fluctuation measuring device 100 is a kind of computer system.

操作入力部128は、スイッチ、レバー、ダイヤル、キーボード、タッチパネル、マウス、トラックパッドなどの入力デバイスにより実現され、ユーザによる各種操作入力を受け付けて入力信号を出力する。例えば、測定開始前に使用する仮想剛体7の選択操作、測定開始及び終了操作などの入力に使用される。図1のタッチパネル102や、操作入力キー104がこれに該当する。   The operation input unit 128 is realized by an input device such as a switch, a lever, a dial, a keyboard, a touch panel, a mouse, or a track pad, and receives various operation inputs by a user and outputs an input signal. For example, it is used for input such as selection operation of virtual rigid body 7 used before the start of measurement, measurement start and end operations. The touch panel 102 and the operation input key 104 in FIG. 1 correspond to this.

加速度計測部130は、測定したい動揺方向の加速度を計測して、計測値のデジタル信号を出力する。例えば、公知の加速度センサ、A/D変換器、インターフェースICなどにより実現できる。図1の加速度センサ116がこれに含まれる。   The acceleration measuring unit 130 measures the acceleration in the direction of shaking desired to be measured, and outputs a digital signal of the measured value. For example, it can be realized by a known acceleration sensor, A / D converter, interface IC, or the like. This includes the acceleration sensor 116 of FIG.

演算部140は、CPUやDSPなどの各種マイクロプロセッサ、ASICなどにより実現され、測定プログラム152を読み出して実行することで動揺測定のための各種演算処理を行う。図1の制御基板110、CPU112がこれに該当する。そして、本実施形態の演算部140は、データログ管理部141と、仮想剛体選択部143と、ローパスフィルタ部145と、判定部147と、測定結果出力制御部149とを有する。   The calculation unit 140 is realized by various microprocessors such as a CPU and a DSP, an ASIC, and the like, and performs various calculation processes for measuring shaking by reading and executing the measurement program 152. The control board 110 and the CPU 112 in FIG. 1 correspond to this. The calculation unit 140 according to this embodiment includes a data log management unit 141, a virtual rigid body selection unit 143, a low-pass filter unit 145, a determination unit 147, and a measurement result output control unit 149.

データログ管理部141は、加速度計測部130から出力された加速度値(本実施形態では、X軸・Y軸・Z軸それぞれの加速度値Dx、Dy、Dz)に関する時系列の生データ(フィルタ処理されていない値)を記憶管理する制御を行う。データは、記憶部150にデータログ170として格納される。   The data log management unit 141 includes time-series raw data (filtering processing) related to acceleration values output from the acceleration measurement unit 130 (acceleration values Dx, Dy, and Dz for the X axis, Y axis, and Z axis in this embodiment). Control to store and manage (unvalued values). Data is stored as a data log 170 in the storage unit 150.

仮想剛体選択部143は、測定開始前に使用する仮想剛体をユーザに選択させるための制御を行う。本実施形態では、複数の仮想剛体7の中から用途に応じて予め選抜・組み合わせした仮想剛体の組み合わせ(セット)を仮想剛体セットデータ154として定義している。仮想剛体選択部143は、例えば、計測開始前に仮想剛体セットデータ154を一覧表示して、当該一覧から使用するセットをユーザに選択させる制御をする。選択された情報は使用セット名156となる。   The virtual rigid body selection unit 143 performs control for causing the user to select a virtual rigid body to be used before the start of measurement. In the present embodiment, a combination (set) of virtual rigid bodies selected and combined in advance according to the use from a plurality of virtual rigid bodies 7 is defined as virtual rigid body set data 154. For example, the virtual rigid body selection unit 143 displays a list of virtual rigid body set data 154 before starting measurement, and controls the user to select a set to be used from the list. The selected information is used set name 156.

ローパスフィルタ部145は、指定されたカットオフ周波数を基準とする低域通過帯の加速度の検出信号を濾波するローパスフィルタ効果を演算処理により実現する。例えば、公知のデジタルフィルタソフトウェアにより実現できる。尚、ローパスフィルタ部145は、図11中に一点鎖線で囲まれている部位のように、加速度計測部130の次段に設けるハードウェアとして実現されるローパスフィルタ(LPF)132の回路に置換することができる。   The low-pass filter unit 145 realizes a low-pass filter effect by filtering the detection signal of the low-pass band acceleration with the designated cutoff frequency as a reference through arithmetic processing. For example, it can be realized by known digital filter software. Note that the low-pass filter unit 145 is replaced with a circuit of a low-pass filter (LPF) 132 realized as hardware provided in the next stage of the acceleration measuring unit 130, as in a part surrounded by a one-dot chain line in FIG. be able to.

判定部147は、厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の仮想剛体の転倒をシミュレーションし、転倒する/しないを判定する。すなわち、各仮想剛体が転倒するか否かにより、動揺の程度を測定(検定)する。   The determination unit 147 simulates the fall of a cuboid virtual rigid body placed in an upright state with the thickness direction facing the measurement direction, and determines whether or not to fall. That is, the degree of shaking is measured (verified) depending on whether or not each virtual rigid body falls.

測定結果出力制御部149は、動揺測定の結果すなわち各仮想剛体に係る動揺検定の結果の出力制御を行う。本実施形態では、表示モデル8(図5参照)を用いた3次元コンピュータグラフィックスで表現するので、3次元コンピュータグラフィックスの生成に関する処理や、画像表示部182の駆動制御を行うことができる。尚、3次元コンピュータグラフィックスの表示制御については、公知技術を適宜利用できるのでここでの説明は省略する。また、測定結果出力制御部149が、適宜仮想剛体別の転倒/未転倒の結果データの生成や、当該結果データを通信I/F180を介して外部装置に送信する制御を行うとしても良い。   The measurement result output control unit 149 performs output control of the result of the shake measurement, that is, the result of the shake test related to each virtual rigid body. In the present embodiment, since it is expressed by three-dimensional computer graphics using the display model 8 (see FIG. 5), it is possible to perform processing relating to generation of three-dimensional computer graphics and drive control of the image display unit 182. In addition, about display control of 3D computer graphics, since a well-known technique can be utilized suitably, description here is abbreviate | omitted. In addition, the measurement result output control unit 149 may appropriately perform generation of the fall / no-fall result data for each virtual rigid body and control the result data to be transmitted to the external device via the communication I / F 180.

記憶部150は、動揺測定に必要な諸機能を実現するためのプログラムや各種データ等を記憶する。また、演算部140の作業領域として用いられ、演算部140が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。また、加速度計測部130で計測された加速度データを時系列に記憶することができる。こうした機能は、例えばRAMやROMなどのICメモリ、ハードディスク等の磁気ディスク、CD−ROMやDVDなどの光学ディスク、着脱自在なメモリカードのリーダーライタなどによって実現される。   The storage unit 150 stores programs, various data, and the like for realizing various functions necessary for measurement of fluctuation. Further, it is used as a work area for the calculation unit 140 and temporarily stores calculation results and the like executed by the calculation unit 140 according to various programs. Further, the acceleration data measured by the acceleration measuring unit 130 can be stored in time series. Such a function is realized by, for example, an IC memory such as a RAM or a ROM, a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a CD-ROM or a DVD, a reader / writer of a removable memory card.

本実施形態の記憶部150は、測定プログラム152と、複数の仮想剛体セットデータ154と、使用セット名156と、表示モデル制御データ158と、データログ170とを記憶する。その他、測定に必要な各種データを適宜記憶することができる。   The storage unit 150 of this embodiment stores a measurement program 152, a plurality of virtual rigid body set data 154, a use set name 156, display model control data 158, and a data log 170. In addition, various data necessary for measurement can be stored as appropriate.

測定プログラム152は、演算部140が読み出して実行することにより、データログ管理部141、仮想剛体選択部143、ローパスフィルタ部145、判定部147、測定結果出力制御部149としての機能を実現させるためのプログラムである。なお、これらの一部をハードウェア回路として実現する構成の場合には、当該プログラム部分は適宜省略される。   The measurement program 152 is read and executed by the calculation unit 140 to realize functions as a data log management unit 141, a virtual rigid body selection unit 143, a low-pass filter unit 145, a determination unit 147, and a measurement result output control unit 149. It is a program. In the case of a configuration in which some of these are implemented as hardware circuits, the program portion is omitted as appropriate.

仮想剛体セットデータ154は、測定に使用可能な仮想剛体7の設定データを格納する。本実施形態では、図12及び図13に示すように、複数の仮想剛体7を組み合わせて予め用途別のセットを用意しておく。一つのセットは、セット名154aと測定方向154bにより識別され、セットに含まれる仮想剛体種類154cと対応づけて、諸元154d、適用されるカットオフ周波数154e、限界加速度154f、表示モデルデータ154gを格納する。   The virtual rigid body set data 154 stores setting data of the virtual rigid body 7 that can be used for measurement. In this embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, a set for each application is prepared in advance by combining a plurality of virtual rigid bodies 7. One set is identified by a set name 154a and a measurement direction 154b, and is associated with a virtual rigid body type 154c included in the set, and includes a specification 154d, an applied cutoff frequency 154e, a limit acceleration 154f, and display model data 154g. Store.

セット名154aは、動揺測定の用途を端的に示す。図12及び図13の例では、「吉田式車両動揺測定器」を再現することを前提としているので、「一般車両用」「鉱山軌道用」の2種類が用意されている。勿論、高い乗り心地が要求される「高速鉄道用」などその他のセットデータを適宜設けることができる。   The set name 154a briefly indicates the use of the shaking measurement. In the example of FIG. 12 and FIG. 13, since it is premised on reproducing the “Yoshida type vehicle sway measuring instrument”, two types of “general vehicle” and “mine track” are prepared. Of course, other set data such as “for high-speed railway” which requires high riding comfort can be provided as appropriate.

測定方向154bは、測定される加速度の方向が定義されている。車両進行方向の加速減速に伴う動揺を測定する場合は、これまで説明したように「X軸方向」とされる。これとは別に、左右方向の動揺の測定を目的とするセットでは「Y軸方向」が設定される。上下方向の動揺の測定を目的とするセットでは「Z軸方向」が設定される。動揺測定は、この測定方向154bで設定されている方向の加速度成分に基づいて行われる。   The measurement direction 154b defines the direction of acceleration to be measured. When measuring the fluctuation accompanying acceleration / deceleration in the vehicle traveling direction, the X-axis direction is set as described above. Separately from this, the “Y-axis direction” is set in the set for measuring the fluctuation in the left-right direction. “Z-axis direction” is set in a set for measuring up and down fluctuations. The vibration measurement is performed based on the acceleration component in the direction set in the measurement direction 154b.

諸元154dは、対応する仮想剛体7の諸元、本実施形態では転倒させる力すなわち加速度が作用する方向の厚さBと、高さHを定義する。   The specification 154d defines the specification of the corresponding virtual rigid body 7, that is, the thickness B and the height H in the direction in which the force to fall, that is, the acceleration acts in this embodiment.

カットオフ周波数154eは、測定方向154bで設定された加速度成分に適用されるローパスフィルタによるゲイン低下を開始する周波数を定義する。図12及び図13の例では、「一般車両用」「鉱山軌道用」の二つセットでは、何れの仮想剛体にも共通して2.5[Hz]が設定されているが個別の値を設定する構成も可能である。同様に、諸元(例えば高さH)が異なる仮想剛体を組み合わせたセットであったとしても、フィルタの特性等を踏まえて、仮想剛体7が静止状態から転倒開始までの時間Δtの差意が、諸元違いでも実用上問題とならないと見なせるならば、共通して同一のカットオフ周波数を設定しても良い。図12及び図13の例では、高さ及び幅が同一の仮想剛体のセットであるため、共通して同一のカットオフ周波数が設定されている。   The cut-off frequency 154e defines a frequency at which gain reduction by a low-pass filter applied to the acceleration component set in the measurement direction 154b is started. In the examples of FIGS. 12 and 13, in the two sets of “for general vehicle” and “for mine orbit”, 2.5 [Hz] is set in common to all virtual rigid bodies, but individual values are set. A configuration to set is also possible. Similarly, even if it is a set in which virtual rigid bodies having different specifications (for example, height H) are combined, the difference in time Δt from when the virtual rigid body 7 is in a stationary state to when it starts to fall is taken into account based on filter characteristics and the like. If the specifications can be regarded as not causing a problem in practice, the same cut-off frequency may be set in common. In the example of FIG. 12 and FIG. 13, the same cutoff frequency is set in common because the set is a set of virtual rigid bodies having the same height and width.

限界加速度154fは、対応する仮想剛体7の限界加速度Axの値である。図2の数式(4)により予め求めるとしても良いし、仮想剛体7が何らかの実物を模擬するのであれば当該実物を用いた実測値を設定するとしても良い。実測値の測定は、例えば模擬する実物を傾斜台に立て、傾斜台の傾斜角度を徐々に増加させて、転倒開始角度から逆算するとしても良い。   The limit acceleration 154f is a value of the limit acceleration Ax of the corresponding virtual rigid body 7. 2 may be obtained in advance, or if the virtual rigid body 7 simulates some real object, an actual measurement value using the real object may be set. The actual measurement value may be measured by, for example, placing a real object to be simulated on a tilting table, gradually increasing the tilting angle of the tilting table, and calculating backward from the tipping start angle.

表示モデルデータ154gは、対応する仮想剛体7の動揺測定結果の表示出力に使用するデータである。本実施形態では、3次元コンピュータグラフィックスにより表現するので表示用のモデルデータ(オブジェクトデータ、テクスチャデータなど)が格納されている。ここでは「吉田式車両動揺測定器」を再現することを前提としているので、表示用モデルのデザインは、「吉田式車両動揺測定器」の測定駒を模した直方体を成しているがこれに限らない。   The display model data 154g is data used for display output of the vibration measurement result of the corresponding virtual rigid body 7. In the present embodiment, since it is expressed by three-dimensional computer graphics, model data for display (object data, texture data, etc.) is stored. Here, it is assumed that the “Yoshida type vehicle vibration measuring device” is reproduced, so the display model design is a rectangular parallelepiped that imitates the measurement piece of the “Yoshida type vehicle vibration measuring device”. Not exclusively.

図11に戻って、記憶部150は使用セット名156を記憶する。
測定開始前には、複数の仮想剛体セットデータ154の内、何れを使用するかがユーザにより選択される。選択されたセット名が使用セット名156として記憶される。
Returning to FIG. 11, the storage unit 150 stores the use set name 156.
Before starting the measurement, the user selects which of the plurality of virtual rigid body set data 154 is to be used. The selected set name is stored as the used set name 156.

表示モデル制御データ158は、選択された仮想剛体セットに含まれる仮想剛体別に用意され、表示制御に必要なデータを格納する。例えば、仮想剛体種類158aと対応付けて、表示モデルの姿勢制御データ158bや、表示色設定データ158cを格納することができる。   The display model control data 158 is prepared for each virtual rigid body included in the selected virtual rigid body set, and stores data necessary for display control. For example, the display model attitude control data 158b and display color setting data 158c can be stored in association with the virtual rigid body type 158a.

通信I/F180は、動揺測定器100外の装置とのデータ通信を実現する。いわゆるインターフェースIC、通信端子、無線装置、等を適宜流用可能である。例えば、データログ170や、動揺測定の結果のデータ等を、動揺測定器100外へ出力することができる。図1の通信モジュール118がこれに該当する。   The communication I / F 180 realizes data communication with a device outside the fluctuation measuring instrument 100. So-called interface ICs, communication terminals, wireless devices, and the like can be appropriately used. For example, the data log 170, data on the result of the fluctuation measurement, and the like can be output to the fluctuation measuring instrument 100. The communication module 118 in FIG. 1 corresponds to this.

画像表示部182は、例えば、フラットパネルディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、などの画像表示デバイス及びそのドライバ回路により実現できる。図1のタッチパネル102がこれに該当する。   The image display unit 182 can be realized by, for example, an image display device such as a flat panel display or a head mounted display, and a driver circuit thereof. The touch panel 102 in FIG. 1 corresponds to this.

図14は、本実施形態における動揺測定に係る処理の流れを説明するためのフローチャートであって、演算部140が測定プログラム152を読み出して実行することにより実現できる。尚、前提として、動揺測定器100は加速度センサ116の計測X軸方向が、車両の前後方向に合わせて設置される。より望ましくは、動揺測定器100は水平に、すなわち計測Z軸方向が鉛直方向を向くように設置されているものとする。   FIG. 14 is a flowchart for explaining the flow of processing related to fluctuation measurement in the present embodiment, which can be realized by the calculation unit 140 reading and executing the measurement program 152. As a premise, the motion measuring instrument 100 is installed such that the measurement X-axis direction of the acceleration sensor 116 is aligned with the longitudinal direction of the vehicle. More preferably, the fluctuation measuring device 100 is installed horizontally, that is, with the measurement Z-axis direction facing the vertical direction.

演算部140は先ず、使用する仮想剛体の選択入力処理を行う(ステップS4)。具体的には、例えばタッチパネル102に仮想剛体セットデータ154のセット名154aを選択可能に一覧表示制御し、ユーザによる選択操作(例えば、セット名のタッチ操作)を受け付ける。   First, the calculation unit 140 performs selection input processing of a virtual rigid body to be used (step S4). Specifically, for example, list display control is performed so that the set name 154a of the virtual rigid body set data 154 can be selected on the touch panel 102, and a selection operation (for example, a set name touch operation) by the user is accepted.

次に、演算部140は、ローパスフィルタの設定を行う(ステップS6)。選択された仮想剛体セットデータ154のカットオフ周波数154eを設定する。以降、加速度計測部130から出力される加速度データの内、測定方向154bに定義されている方向の加速度成分は、設定されたカットオフ周波数に基づいてローパスフィルタ処理される。   Next, the arithmetic unit 140 sets a low pass filter (step S6). The cutoff frequency 154e of the selected virtual rigid body set data 154 is set. Thereafter, the acceleration component in the direction defined in the measurement direction 154b in the acceleration data output from the acceleration measurement unit 130 is low-pass filtered based on the set cutoff frequency.

次に、演算部140は、測定結果を画像表示するための表示モデル8(図5参照)のグラフィック表示を開始する(ステップS8)。   Next, the calculation unit 140 starts graphic display of the display model 8 (see FIG. 5) for displaying the measurement result as an image (step S8).

そして、測定開始の操作入力が行われたならば、動揺測定が開始される。
すなわち、演算部140がデータログ170の蓄積的な記憶制御を開始し(ステップS12)、今回の測定に使用される仮想剛体別にループAの処理を実行する(ステップS20〜S26)。
And if the operation input of a measurement start is performed, a shake measurement will be started.
That is, the arithmetic unit 140 starts accumulative storage control of the data log 170 (step S12), and executes the processing of the loop A for each virtual rigid body used for the current measurement (steps S20 to S26).

ループAでは、ローパスフィルタを通過した加速度値Dxp(図4参照)が、処理対象としている仮想剛体の限界加速度154f(図12〜図13参照)以上であれば(ステップS22のYES)、当該処理対象の仮想剛体は「転倒する」と判定され、対応する表示モデルを転倒させるように表示制御する(ステップS24)。図5の例で言うと、ローパスフィルタから出力される加速度値が「マイナス」すなわち減速である場合には、画面上方向(画面における車両前方)へ表示モデル8を転倒させ、転倒前と異なる表示色に変更する。もし、ローパスフィルタから出力された加速度値が「プラス」すなわち増速である場合には、画面下方向(画面における車両後方)へ表示モデル8を転倒させ、転倒前と異なる表示色に変更する。そして、ループAを終了する(ステップS26)。
もし、ローパスフィルタから出力される加速度値が、処理対象としている仮想剛体の限界加速度154f未満であれば(ステップS22のNO)、当該処理対象の仮想剛体は「転倒しない」と判定され、対応する表示モデルの転倒表示は行わずにループAを終了する(ステップS26)。
In the loop A, if the acceleration value Dxp (see FIG. 4) that has passed through the low-pass filter is equal to or greater than the limit acceleration 154f (see FIGS. 12 to 13) of the virtual rigid body to be processed (YES in step S22), the process is performed. The target virtual rigid body is determined to “turn over”, and display control is performed so that the corresponding display model is overturned (step S24). In the example of FIG. 5, when the acceleration value output from the low-pass filter is “minus”, that is, deceleration, the display model 8 is overturned in the upward direction on the screen (front of the vehicle on the screen). Change to color. If the acceleration value output from the low-pass filter is “plus”, that is, an acceleration, the display model 8 is turned down in the screen downward direction (rear of the vehicle on the screen), and the display color is changed to a display color different from that before the fall. Then, loop A is terminated (step S26).
If the acceleration value output from the low-pass filter is less than the limit acceleration 154f of the virtual rigid body to be processed (NO in step S22), it is determined that the virtual rigid body to be processed is “not toppling” and corresponds. The loop A is terminated without performing the overturn display of the display model (step S26).

ループAは、所定の測定終了操作が検出されるまで所定のサンプリング周期で繰り返され(ステップS30のNO)、測定終了操作が検出されると(ステップS30のYES)、一連の処理を終了する。   The loop A is repeated at a predetermined sampling period until a predetermined measurement end operation is detected (NO in step S30), and when a measurement end operation is detected (YES in step S30), the series of processing ends.

以上、本実施形態によれば、動揺測定の結果を、一目瞭然に識別可能とすることができる。そして、仮想剛体を適当に設定することで「動力車操縦者運転免許」の実技試験等で使用されている「吉田式車両動揺測定器」をデジタル機器として再現し、置き換えることができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to clearly identify the result of the fluctuation measurement at a glance. Then, by appropriately setting the virtual rigid body, the “Yoshida type vehicle sway measuring instrument” used in the practical test of the “powered vehicle driver's license” can be reproduced and replaced as a digital device.

尚、本実施形態では、主に車両前後方向の加速度(X軸方向加速度Dx)に基づいて測定する例を示したが、前述のように仮想剛体セットデータ154の測定方向154bの設定によっては、車両左右方向の加速度(Y軸方向加速度Dy)に基づいて測定したり、上下方向の加速度(Z軸方向加速度Dz)に基づいて測定することもできる。その場合、表示モデル8による測定結果の表示は、タッチパネル102における車両の前後・左右・上下の設定に応じて、適宜転倒表示する方向を測定方向154bの設定に合わせるものとする。   In the present embodiment, an example in which measurement is mainly performed based on acceleration in the vehicle longitudinal direction (X-axis direction acceleration Dx) has been shown. However, depending on the setting of the measurement direction 154b of the virtual rigid body set data 154 as described above, It can also be measured based on the vehicle lateral acceleration (Y-axis direction acceleration Dy) or based on the vertical acceleration (Z-axis direction acceleration Dz). In this case, the display of the measurement result by the display model 8 is to appropriately adjust the direction of the fall display to the setting of the measurement direction 154b according to the setting of the front / rear, left / right, and up / down of the vehicle on the touch panel 102.

3…軌道、4…鉄道車両、6…乗客、7…仮想剛体、8…表示モデル、30…吉田式車両動揺測定器、31…本体、32…駒設置溝、34…測定駒、100…動揺測定器、102…タッチパネル、104…操作入力キー、106…内蔵バッテリー、110…制御基板、112…CPU、114…ICメモリ、116…加速度センサ、118…通信モジュール、128…操作入力部、130…加速度計測部、132…ローパスフィルタ、140…演算部、141…データログ管理部、142…仮想剛体選択部、143…仮想剛体選択部、145…ローパスフィルタ部、147…判定部、149…測定結果出力制御部、150…記憶部、152…測定プログラム、154…仮想剛体セットデータ、154a…セット名、154b…測定方向、154c…仮想剛体種類、154d…諸元、154e…カットオフ周波数、154f…限界加速度、154g…表示モデルデータ、156…使用セット名、158…表示モデル制御データ、158a…仮想剛体種類、158b…姿勢制御データ、158c…表示色設定データ、170…データログ、182…画像表示部、190…バス   DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Track | truck, 4 ... Railcar, 6 ... Passenger, 7 ... Virtual rigid body, 8 ... Display model, 30 ... Yoshida type vehicle shake measuring device, 31 ... Main body, 32 ... Frame installation groove, 34 ... Measuring piece, 100 ... Shaking Measuring instrument 102 ... Touch panel 104 ... Operation input key 106 ... Built-in battery 110 ... Control board 112 ... CPU 114 ... IC memory 116 ... Acceleration sensor 118 ... Communication module 128 ... Operation input unit 130 ... Accelerometer, 132 ... Low pass filter, 140 ... Calculation unit, 141 ... Data log management unit, 142 ... Virtual rigid body selection unit, 143 ... Virtual rigid body selection unit, 145 ... Low pass filter unit, 147 ... Determination unit, 149 ... Measurement result Output control unit, 150 ... storage unit, 152 ... measurement program, 154 ... virtual rigid body set data, 154a ... set name, 154b ... measurement direction, 15 c ... virtual rigid body type, 154d ... specifications, 154e ... cut-off frequency, 154f ... limit acceleration, 154g ... display model data, 156 ... use set name, 158 ... display model control data, 158a ... virtual rigid body type, 158b ... posture Control data, 158c ... display color setting data, 170 ... data log, 182 ... image display unit, 190 ... bus

Claims (6)

鉄道車両に設置され、厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションして前記鉄道車両の動揺を測定する動揺測定器であって、
加速度センサと、
前記剛体を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定された一の低域通過帯に基づいて、前記加速度センサの検出信号を濾波するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって濾波された信号に基づいて、前記各仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定する判定手段と、
を備え
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が、前記仮想剛体の厚さに関わらず、当該仮想剛体の転倒に要する最小限の加速度である限界加速度を当該厚さ方向に加えた場合の転倒に至るまでの時間を一定と見なした当該時間に基づいて定められてなる、
動揺測定器。
A vibration measuring instrument that is installed in a railway vehicle and that measures the vibration of the railway vehicle by simulating the fall of a rectangular parallelepiped rigid body that is installed in an upright state with the thickness direction facing the measurement direction,
An acceleration sensor;
A low-pass filter that filters the detection signal of the acceleration sensor based on a single low-pass band that is set in common for a plurality of virtual rigid bodies having the same height and width and different thicknesses that simulate the rigid body. When,
Based on the signal filtered by the low-pass filter, determination means for determining whether or not the static overturning condition of each of the virtual rigid bodies is satisfied,
Equipped with a,
Time until the fall when the cut-off frequency of the low-pass filter adds a limit acceleration, which is the minimum acceleration required for the virtual rigid body to fall, in the thickness direction regardless of the thickness of the virtual rigid body Is determined based on the time in which
Oscillation measuring instrument.
鉄道車両に設置され、厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションして前記鉄道車両の動揺を測定する動揺測定器であって、
加速度センサと、
前記剛体を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定されたカットオフ周波数が2.0〜3.0Hzのうちの一の周波数である一の低域通過帯に基づいて、前記加速度センサの検出信号を濾波するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって濾波された信号に基づいて、前記各仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定する判定手段と、
を備えた動揺測定器。
A vibration measuring instrument that is installed in a railway vehicle and that measures the vibration of the railway vehicle by simulating the fall of a rectangular parallelepiped rigid body that is installed in an upright state with the thickness direction facing the measurement direction,
An acceleration sensor;
The cut-off frequency set in common for a plurality of virtual rigid bodies having the same predetermined height and width and different thickness that simulate the rigid body is one of 2.0 to 3.0 Hz . A low-pass filter for filtering the detection signal of the acceleration sensor based on a low-pass band;
Based on the signal filtered by the low-pass filter, determination means for determining whether or not the static overturning condition of each of the virtual rigid bodies is satisfied,
An oscillation measuring instrument with
前記ローパスフィルタはカットオフ周波数が2.5Hzに設定されてなる、
請求項に記載の動揺測定器。
The low-pass filter has a cutoff frequency set to 2.5 Hz,
The sway measuring instrument according to claim 2 .
高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体のセットであって、複数種類のセットの中から一のセットを選択する選択手段を更に備え、
前記ローパスフィルタは、前記選択手段により選択されるセットに関わらず、共通のカットオフ周波数に設定されてなる、
請求項1〜の何れか一項に記載の動揺測定器。
A set of a plurality of virtual rigid bodies having the same height and width and different thicknesses, further comprising a selection means for selecting one set from a plurality of types of sets;
The low-pass filter is set to a common cutoff frequency regardless of the set selected by the selection means.
The fluctuation measuring device according to any one of claims 1 to 3 .
厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションして鉄道車両の動揺を測定する加速度センサを備えた動揺測定器による動揺測定方法であって、
前記剛体を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定された一の低域通過帯に基づいて、前記加速度センサの検出信号をローパスフィルタ処理するステップと、
前記ローパスフィルタ処理された信号に基づいて、前記各仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定する判定ステップと、
を含み、
前記ローパスフィルタ処理は、カットオフ周波数が、前記仮想剛体の厚さに関わらず、当該仮想剛体の転倒に要する最小限の加速度である限界加速度を当該厚さ方向に加えた場合の転倒に至るまでの時間を一定と見なした当該時間に基づいて定められた、
動揺測定方法。
A motion measurement method using a motion measuring instrument equipped with an acceleration sensor that measures the motion of a railway vehicle by simulating the falling of a cuboid-shaped rigid body installed in an upright state with the thickness direction facing the measurement direction,
Low-pass filter processing is performed on the detection signal of the acceleration sensor based on a single low-pass band that is set in common for a plurality of virtual rigid bodies having the same height and width and different thicknesses that simulate the rigid body. Steps,
A determination step of determining whether or not the static fall condition of each of the virtual rigid bodies is satisfied based on the low-pass filtered signal;
Only including,
In the low-pass filter processing, until the cutoff frequency reaches a fall when a limit acceleration, which is a minimum acceleration required for the virtual rigid body toppling, is applied in the thickness direction regardless of the thickness of the virtual rigid body. Determined based on the time of which
Shaking measurement method.
厚さ方向を測定方向に向けて直立状態に設置した直方体状の剛体の転倒をシミュレーションして鉄道車両の動揺を測定する加速度センサを備えた動揺測定器による動揺測定方法であって、
前記剛体を模擬する予め定められた高さ及び幅が同一で厚さが異なる複数の仮想剛体について共通設定されたカットオフ周波数が2.0〜3.0Hzのうちの一の周波数である一の低域通過帯に基づいて、前記加速度センサの検出信号をローパスフィルタ処理するステップと、
前記ローパスフィルタ処理された信号に基づいて、前記各仮想剛体それぞれの静的転倒条件を満たしたか否かを判定する判定ステップと、
を含む動揺測定方法。
A motion measurement method using a motion measuring instrument equipped with an acceleration sensor that measures the motion of a railway vehicle by simulating the falling of a cuboid-shaped rigid body installed in an upright state with the thickness direction facing the measurement direction,
The cut-off frequency set in common for a plurality of virtual rigid bodies having the same predetermined height and width and different thickness that simulate the rigid body is one of 2.0 to 3.0 Hz . Based on a low-pass band, low-pass filtering the detection signal of the acceleration sensor;
A determination step of determining whether or not the static fall condition of each of the virtual rigid bodies is satisfied based on the low-pass filtered signal;
Measurement method including shaking.
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