JP6434264B2 - 路面情報収集装置および路面情報解析システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両が走行する路面の情報を収集する路面情報収集装置および路面情報収集装置によって収集された路面情報を解析する路面情報解析システムに関する。

従来、道路等の保守管理を行う際には、車両にカメラ等を搭載し、カメラ等に撮影された画像を解析して路面の損傷等を検出することが行われていた（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載された方法の場合、カメラ等を搭載した専用車両が必要となってしまうため、広い範囲に渡って頻繁に路面の情報を収集することが困難である。

特許文献２には、道路設備にセンサ等を設置して、当該センサ等が測定した情報を、無線で点検車両に送信することが記載されている。この特許文献２の場合も、専用の点検車両が必要となり、やはり広い範囲に渡って頻繁に路面の情報を収集することが困難である。また、道路設備にセンサ等を設置する必要があるため、コストがかかってしまうという問題もある。

特許文献３には、一般車両に設けられているセンサ等の検出装置群を利用することが記載されている。特許文献３では、サーバから路面情報の収集項目と条件および収集地域を指定された場合に、指定された一般車両は検出装置群を使用して情報収集を行い、サーバに送信する。

特開２００２−７４５７５号公報 特開２０１０−１１７８３７号公報 特開２００６−４８５０１号公報

特許文献３の場合、サーバから情報収集の指示をする必要があるため、車両とサーバとの間は双方向の通信が必要となる。また、サーバに車両に搭載されているセンサ等の情報や車両の車種や所有者等を登録する必要があるため、それらの情報を予め登録する工程が必要となり手間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、簡便な方法で路面情報を収集することができる路面情報収集装置および路面情報解析装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、当該車両が走行する路面の情報を収集する路面情報収集装置において、前記車両の複数の車輪の回転速度を予め定めた所定時間間隔でそれぞれ取得する車輪速度取得手段と、前記車輪速度取得手段が取得した前記複数の車輪の回転速度のばらつきを判定する判定手段と、前記車両の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記判定手段が前記ばらつきがあると判定した場合、前記車輪の回転速度の変化率の大きい車輪の情報及び前記位置情報取得手段が取得した前記車両の位置情報を前記路面の情報として出力する出力手段と、を有することを特徴とする路面情報収集装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判定手段は、前記複数の車輪の回転速度の差が予め定めた所定の範囲を超えている場合は、ばらつきがあると判定することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の路面情報収集装置と、前記路面情報収集装置が出力した前記路面の情報が入力される入力手段と、前記入力手段に入力された前記路面の情報を保存する保存手段と、前記保存手段に保存された前記路面の情報を解析する解析手段と、を有し、前記解析手段は、前記保存手段に保存された前記路面の情報に基づいて、前記車輪の回転速度の変化率の大きい車輪の情報が複数ある地点を路面に異常がある地点とする、ことを特徴とする路面情報解析システムである。

以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、車両に予め搭載されている車輪の回転速度を検出するセンサ等から複数の車輪の回転速度を取得して、その回転速度のばらつきを判定し、位置情報と共に送信する。このようにすることにより、路面の凹凸等により発生した車輪の回転速度のばらつきを検出し、それを路面の情報として送信することができる。したがって、双方向通信や車両の登録等が不要となり、簡便な方法で路面情報を収集することができる。

請求項２に記載の発明によれば、複数の車輪の回転速度の差の範囲を設けてばらつきを検出することで、路面の凹凸等の路面の異常以外の要因によってばらつきと判断されることを少なくすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の路面情報収集装置が収集した路面の情報に基づいて、車輪の回転速度の変化率の大きい車輪の情報が複数ある地点を路面に異常がある地点と判断できる。したがって、複数の車両あるいは複数の日時に亘ってばらつきがある場合に路面に異常があることと判断できるので、より精度良く異常地点を特定することができる。

本発明の一実施形態にかかる路面情報収集装置および路面情報解析装置のブロック図である。 図１に示された車載機器の動作を示したフローチャートである。 図１に示された車輪の回転速度が異常な場合の例を示したグラフである。 図１に示されたサーバの受信動作を示したフローチャートである。 図１に示されたサーバの解析動作を示したフローチャートである。 車輪速度異常情報の例を示した説明図である。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる路面情報収集装置としての車載機器１およびサーバ５０を有する路面情報解析システム６０のブロック図である。図１に示したように、車載機器１は、制御部２と、通信モジュール３と、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール４と、外部Ｉ／Ｆ５と、表示部６と、電源部７と、速度Ｉ／Ｆ８と、回転Ｉ／Ｆ９と、デジタル入力Ｉ／Ｆ１０と、操作Ｉ／Ｆ１１と、不揮発性メモリ１２と、操作部１３と、を有している。本実施形態の車載機器１は、速度Ｉ／Ｆ８、回転Ｉ／Ｆ９、デジタル入力Ｉ／Ｆ１０等から取得した車速やエンジン回転数等の車両情報を通信モジュール３から送信する機器である。

判定手段としての制御部２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを備えたマイクロコンピュータで構成されている。制御部２は、前記したＲＯＭに格納されたプログラムによって、車載機器１の全体制御を司る。また、制御部２は、速度Ｉ／Ｆ８、回転Ｉ／Ｆ９、デジタル入力Ｉ／Ｆ１０等から取得された車両情報を通信モジュール３を介してサーバ５０に送信する。また、制御部２は、速度Ｉ／Ｆ８から取得された車輪の回転速度情報にばらつきがあるか否かを判定し、判定結果をＧＰＳモジュール４から取得された位置情報とともに路面情報（路面の情報）として通信モジュール３を介してサーバ５０に送信する。

出力手段としての通信モジュール３は、通信アンテナ２１が接続され、制御部２の制御によってサーバ５０と無線通信をする。通信モジュール３は、例えば、サーバ５０に対して、取得収集した車両情報や路面情報等を送信する。通信モジュール３は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）やＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）等の携帯電話で利用されている通信方式であってもよいし、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等やその他の方式の無線通信であってもよい。また、通信モジュール３は少なくとも送信機能を有していればよい。

位置情報取得手段としてのＧＰＳモジュール４は、ＧＰＳアンテナ２２が接続され、ＧＰＳアンテナ２２がＧＰＳ衛星から受信した情報から車載機器１が搭載されている車両の現在位置の緯度情報や経度情報を取得し制御部２に出力する。

外部Ｉ／Ｆ５は、外部機器２３が接続されるインターフェース（Ｉ／Ｆ）である。外部機器２３としては、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection system）車載器やドライブレコーダ等が挙げられる。

表示部６は、例えば液晶ディスプレイ等で構成され、制御部２の制御により車載機器１の操作や制御に係る各種情報が表示される。

電源部７は、バッテリ等の車両電源２４から供給される電源に基づいて、車載機器１内の各部に電源を供給する。図１では制御部２と通信モジュール３とに接続されているが、勿論他のブロックにも電源を供給している。

車輪速度取得手段としての速度Ｉ／Ｆ８は、速度センサ２５が接続されるインターフェースである。速度センサ２５は、車両の各車輪の回転速度に応じた信号が出力される周知のセンサである。なお、本実施形態においては、上述したように車両の各車輪の回転速度を取得するので、車載機器１が搭載される車両の車輪数が４輪の場合は４つの速度センサ２５から４つの車輪の回転速度が取得される。なお、以下の説明では四輪自動車で説明するが、四輪以上の車輪を有するトラック等や自動二輪車など複数の車輪を有する車両であればよい。

回転Ｉ／Ｆ９は、エンジン回転センサ２６が接続されるインターフェースである。エンジン回転センサ２６は、車載機器１が搭載される車両のエンジン回転数を検出する周知のセンサである。

残量取得手段としてのデジタル入力Ｉ／Ｆ１０は、車両に配置されている各種センサが接続される。各種センサには、例えば、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ ＳＷ）やドアセンサ、あるいは燃料タンク等に設けられた燃料の残量を検出する残量センサ等が含まれる。各種センサからは、それぞれのスイッチやセンサによる検出信号（センサ信号、例えば、燃料の残量情報等）が入力される。

操作Ｉ／Ｆ１１は、操作部１３が接続され、操作部１３から入力された操作情報を制御部２に出力する。操作部１３は、例えば複数のボタンやタッチパネル等の入力手段で構成されている。

不揮発性メモリ１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの半導体メモリや、ハードディスクなど不揮発性を有する記憶媒体で構成されている。不揮発性メモリ１２は、速度Ｉ／Ｆ８、回転Ｉ／Ｆ９、デジタル入力Ｉ／Ｆ１０等から取得された車両情報を一時的に保存したり、ＧＰＳモジュール４や外部Ｉ／Ｆ５が取得した各種情報を保存したりする。

また、車載機器１には、サーバ５０が通信アンテナ２１を介して接続されている。サーバ５０は、例えば、事業所等に設置されるコンピュータであり、携帯電話網やインターネット等のネットワーク１００を介して車載機器１と通信可能となっている。サーバ５０は、制御部５２と、通信モジュール５３と、記憶装置５４と、を有している。

解析手段としての制御部５２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを備えたマイクロコンピュータで構成されている。制御部５２は、前記したＲＯＭに格納されたプログラムによって、サーバ５０の全体制御を司る。また、制御部５２は、車載機器１から送信された車両情報や路面情報等を記憶装置５４に記憶（保存）させる。また、制御部５２は、記憶装置５４に記憶させた路面情報に基づいて解析を行い異常がある地点を特定する。

入力手段としての通信モジュール５３は、制御部２の制御によって車載機器１と通信をする。通信モジュール５３は、例えば、車載機器１から送信された車両情報や路面情報等を受信する。また、通信モジュール５３は少なくとも受信機能を有していればよい。

保存手段としての記憶装置５４は、ハードディスクや不揮発性メモリ等の不揮発性を有する記憶媒体で構成されている。記憶装置５４は、車載機器１から送信された車両情報や路面情報等を保存する。

なお、図１に示した構成では、車載機器１は一式しか記載されていないが、通常複数存在する。つまり、複数の車両が路面情報を収集し、サーバ５０に送信する。

次に、上述した構成の車載機器１の動作について図２および図３を参照して説明する。図２は車載機器１の動作を示したフローチャートである。図２のフローチャートは制御部２で実行される。図３は、車輪の回転速度が異常な場合の例を示したグラフである。

図２のフローチャートのステップＳ１１において、速度Ｉ／Ｆ８から取得された各車輪の回転速度について、判定差を超える車輪の回転速度があったか否か判断し、ある場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１２に進み、無い場合（ＮＯの場合）は本ステップで待機する。

車輪の回転速度の判定差について、図３を参照して説明する。図３は、縦軸が回転速度、横軸が時間である。図中の二点鎖線が左前輪の車輪の回転速度（左前車輪速度）、一点鎖線が右前輪の車輪の回転速度（右前車輪速度）、破線が左後輪の車輪の回転速度（左後車輪速度）、実線が右後輪の車輪の回転速度（右後車輪速度）を示している。各車輪の回転速度は１００ミリ秒（ｍｓ）間隔で取得し、車両の位置情報は１秒間隔で取得するものとする。

車輪の回転速度の判定差は、本実施形態の場合、各車輪の回転速度のうち、最小の回転速度の車輪と、最大の回転速度の車輪との差と比較する値である。つまり、この判定差が予め定めた所定の範囲となる。即ち、複数の車輪の回転速度の差が予め定めた所定の範囲を超えている場合は、複数の車輪の回転速度にばらつきがあると判定してステップＳ１１はＹＥＳと判断される。

各車輪の回転速度は、１００ｍｓ程度の時間間隔であれば、直線道路は勿論、道路がカーブしていたとしてもほぼ一定となる。したがって、路面に凹凸がある等損傷していると各車輪の回転速度にばらつきが発生する。そこで、上述したように車輪の回転速度に判定差を設けてばらつきの大きさを判定することで路面の異常（凹凸等の損傷）を検出することができる。なお、車輪の回転速度を取得する所定時間間隔は、１００ｍｓに限らないが、上述したように、カーブ等を通常走行してもばらつきが大きくならない程度の時間間隔とする必要がある。

次に、ステップＳ１２において、ステップＳ１１において判定差を超える車輪の回転速度があったので、車輪速度異常記憶を行ってステップＳ１３に進む。具体的には、判定差を超えた車輪の情報（車輪速度異常情報）と車両の位置情報（ＧＰＳ位置情報）を不揮発性メモリ１２等に記憶する。図３の場合は、時刻ｔ２において、右後車輪速度が判定差を超えているので、右後との情報と車両の位置情報を記憶する。なお、図３の場合、時刻ｔ２において車両の位置情報は取得されていないので、直近の時刻ｔ１に取得した位置情報を記憶する。本ステップで記憶する車輪速度異常情報が、各車輪の回転速度にばらつきがあると判定したことを示す情報となる。

このステップＳ１２において、判定差を超えた車輪の特定は、例えば、車輪の回転速度の変化率を算出し、変化率が大きいものとすればよい。変化率は、現在の車輪の回転速度とその前（直前あるいは数回前等）に取得した車輪の回転速度との変化の割合である。図３の場合、右後の車輪の変化率が他の３輪と比較して大きく変化しているので、判定差を超えた車輪としている。或いは、変化率が他の３輪と異なるものとしてもよい。

次に、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で不揮発性メモリ１２に記憶した車輪速度異常情報と車両の位置情報とを路面情報として通信モジュール３を介してサーバ５０に送信する。即ち、判定手段がばらつきがあると判定した場合に、その判定した結果および位置情報取得手段が取得した車両の位置情報を路面の情報として出力している。

なお、図２に示したフローチャートでは、判定差として複数の車輪の回転速度の差に基づいて車輪速度異常情報を検出していたが、複数の車輪の回転速度の比（例えば、最小の回転速度の車輪と最大の回転速度の車輪との比）に基づいて車輪速度異常情報を検出してもよい。

また、図２に示したフローチャートでは、判定差を超えた車輪の回転速度があった場合に路面情報を送信していたが、判定差を超えた車輪の回転速度があった後の車両の位置情報を取得したタイミングで送信してもよい。例えば、図３であれば、時刻ｔ２で判定差を超えた車輪の回転速度を検出した後の車両の位置情報取得タイミングである時刻ｔ３で送信してもよい。あるいは、車輪の回転速度の取得間隔で車両の位置情報を取得するようにしてもよい。

また、図２に示したフローチャートでは、ステップＳ１２で一旦記憶した後にステップＳ１３でサーバ５０に送信していたが、記憶せずに直接送信してもよい。

さらには、ステップＳ１１で判定差を超える車輪の回転速度があった場合にのみ路面情報を送信するに限らず、車輪の回転速度の取得間隔や車両の位置情報の取得間隔等で毎回路面情報を送信してもよい。この場合、判定差を超えた車輪が無い場合は、ばらつきが無い旨を示す情報を路面情報に含めればよい。また、判定差を超えた車輪の情報ではなく、単に複数の車輪の回転速度にばらつきがあることを示す情報を車輪速度異常情報としてもよい。

次に、サーバ５０の動作について図４乃至図６を参照して説明する。図４および図５はサーバ５０の動作を示したフローチャートである。図４および図５のフローチャートは制御部５２で実行される。図６は、異常と判定された路面情報が複数ある地点の例を示した説明図である。

まず、図４のフローチャートを説明する。図４のフローチャートは、路面情報受信時の動作である。まずステップＳ２１において、車載機器１から路面情報を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２２に進み、受信していない場合（ＮＯの場合）は本ステップで待機する。そして、ステップＳ２２において、ステップＳ２１で受信した路面情報を記憶装置５４に保存する。

図５のフローチャートは、図４で記憶装置５４に保存した路面情報を解析する動作である。したがって、図４のフローチャートと図５のフローチャートとは独立して動作する。また、図５のフローチャートの実行に際しては、記憶装置５４に予め複数の路面情報が保存されており、それぞれ判定差を超えた車輪の情報（車輪速度異常情報）が含まれているものとする。図５のフローチャートのステップＳ３１において、解析を行ってステップＳ３２に進む。

このステップＳ３１では、制御部５２は、記憶装置５４から路面情報を読み出して、それらに含まれる車両の位置情報を参照して、車輪速度異常情報がある地点（緯度、経度）を抽出する。

次に、ステップＳ３２において、複数の車輪速度異常情報が検出された（ばらつきがあると判定された）地点があるか否かを判断し、ある場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ３３に進み、無い場合（ＮＯの場合）は終了する。

次に、ステップＳ３３において、複数の車輪速度異常情報が検出された地点について路面に異常がある地点と判断して、当該地点のメンテナンスの通知を行い終了する。メンテナンスの通知は、図示しない表示装置等に表示してもよいし、通信等により他の端末等にメンテナンスを行う地点の情報等を送信してもよい。

ここで、サーバ５０の解析例を図６を参照して説明する。図６は、車輪速度異常情報を地図上にプロットした例である。図６の星印は車輪速度異常情報がある地点である。

図６において、円Ａで囲った部分と円Ｂで囲った部分とは星印が集中している。したがって、これら円Ａと円Ｂとを複数の車輪速度異常情報が検出された地点としてメンテナンス通知を行う対象とする。つまり、複数の車輪速度異常情報が検出された地点とは、複数の車輪速度異常情報における位置情報（緯度、経度）が一致することのみでなく、所定の範囲を持たせて、その範囲内を１つの地点としてまとめてしまってもよい。

また、複数の車輪速度異常情報が検出に一定時間内における閾値を設けてもよい。例えば１日当たり５回といった閾値を設けておき、この閾値以上車輪速度異常情報が検出された地点を路面に異常があると判断するようにしてもよい。

以上の実施形態によれば、車載機器１の制御部２は、車両に予め搭載されている車輪の回転速度を検出する速度センサ２５から複数の車輪の回転速度を取得して、その回転速度のばらつきが判定差を超えた場合には車輪速度異常と判定し、その判定結果を車両の位置情報と共にサーバ５０に送信する。このようにすることにより、車輪の回転速度がばらつくことにより路面の凹凸等の路面の異常を検出し、その状態を路面情報として送信することができる。したがって、専用のセンサやカメラ等の不要となり、双方向通信や車両の登録等が不要となって、簡便な方法で路面情報を収集することができる。

また、判定差を適切に設定することで、路面の凹凸等の路面の異常以外の要因によって異常と判断されることを少なくすることができる。

また、車輪速度異常と判定された場合に路面情報を送信するので、通信の頻度を抑えて通信料金等を抑制することができる。

また、サーバ５０は、車載機器１が収集した路面情報に基づいて車輪速度異常と判定された地点が複数ある場合に当該地点を異常と判定してメンテナンスを行う地点としている。このようにすることにより、複数の車両あるいは複数の日時に亘って異常があると検出された地点をメンテナンス対象とすることができ、より精度良く異常地点を特定することができる。

また、サーバ５０で複数の車載機器１が（車両）からの路面情報を保存するので、これらの路面情報をデータベースとして使用でき、効率的に路面のメンテナンスに用いることができる。

なお、上述した実施形態では、路面情報収集装置を車両情報を収集（取得）する車載機器１で説明したが、それに限らず、ナビゲーションシステム、タクシーメータおよびドライブレコーダ等他の車載機器であってもよい。

また、上述した実施形態では、車載機器１が直接サーバ５０に路面情報を送信していたが、例えば、車載機器１が収集した路面情報をメモリーカード等に保存し、そのメモリーカードをパソコン等の端末に装着して、当該パソコンからサーバ５０に路面情報を送信してもよい。要するに、路面情報収集装置から路面情報解析装置への路面情報の入力と出力は、直接でなく入力と出力との間に何らかの機器や媒体等が介在していてもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の路面情報収集装置および路面情報解析装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 車載機器（路面情報収集装置）
２ 制御部（判定手段）
３ 通信モジュール（出力手段）
４ ＧＰＳモジュール（位置情報取得手段）
８ 速度Ｉ／Ｆ（車輪速度取得手段）
５０ サーバ
５２ 制御部（解析手段）
５４ 記憶装置（保存手段）
６０ 路面情報解析システム

Claims (3)

1. 車両に搭載され、当該車両が走行する路面の情報を収集する路面情報収集装置において、
   前記車両の複数の車輪の回転速度を予め定めた所定時間間隔でそれぞれ取得する車輪速度取得手段と、
   前記車輪速度取得手段が取得した前記複数の車輪の回転速度のばらつきを判定する判定手段と、
   前記車両の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記判定手段が前記ばらつきがあると判定した場合、前記車輪の回転速度の変化率の大きい車輪の情報及び前記位置情報取得手段が取得した前記車両の位置情報を前記路面の情報として出力する出力手段と、
   を有することを特徴とする路面情報収集装置。
2. 前記判定手段は、前記複数の車輪の回転速度の差が予め定めた所定の範囲を超えている場合は、ばらつきがあると判定することを特徴とする請求項１に記載の路面情報収集装置。
3. 請求項１または２に記載の路面情報収集装置と、
   前記路面情報収集装置が出力した前記路面の情報が入力される入力手段と、
   前記入力手段に入力された前記路面の情報を保存する保存手段と、
   前記保存手段に保存された前記路面の情報を解析する解析手段と、を有し、
   前記解析手段は、前記保存手段に保存された前記路面の情報に基づいて、前記車輪の回転速度の変化率の大きい車輪の情報が複数ある地点を路面に異常がある地点とする、
   ことを特徴とする路面情報解析システム。

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