JP6666207B2

JP6666207B2 - Structure deformation detection system, structure deformation detection method, and program

Info

Publication number: JP6666207B2
Application number: JP2016132367A
Authority: JP
Inventors: 寿一長船; 剛士中尾; 啓史岩吹; 明人矢部
Original assignee: Kozo Keikaku Engineering Inc
Current assignee: Kozo Keikaku Engineering Inc
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2036-07-04
Also published as: JP2018004469A

Description

本発明は、構造体変状検知システム、構造体変状検知方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a structure deformation detection system, a structure deformation detection method, and a program.

従来、路面等の平坦性を測定するために、車両に搭載された加速度計やＧＰＳレシーバによりデータを収集して、ＰＣにより路面の平坦性を演算する路面平坦性測定装置が知られている。
このような路面平坦性測定装置においては、ＧＰＳレシーバにより試験車の走行速度を測定していた。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a road surface flatness measuring device that collects data using an accelerometer or a GPS receiver mounted on a vehicle and calculates the road surface flatness using a PC in order to measure the flatness of a road surface or the like.
In such a road surface flatness measuring device, the running speed of the test vehicle was measured by a GPS receiver.

このような従来の構造体変状検知システムの一例として、特許文献１が知られている。
特許文献１には、より精度の高い測定を可能にする路面平坦性測定装置を提供する目的を有しており、ＩＲＩ（国際ラフネス指数）算出において、予め定められた測定区間長内で試験車の走行速度が変化してもそれに対応することを容易にすると共に、時々刻々の速度変化毎に速度補正ができるようにして、より精度の良い測定を可能にする技術が開示されている。
詳しくは、試験車が、サスペンションの減衰定数が周波数に依存して変化するような非線形特性を有するものであっても、より精度の高い測定を可能にする路面平坦性測定装置を提供することができる。このため、構成が簡略化されると共に、ＩＲＩ算出において、予め定められた測定区間長内で試験車の走行速度が変化してもそれに対応することが可能となり、且つ時々刻々の速度変化毎に速度補正を行うことも可能となるので、より精度の高い平坦性の測定を可能にすることができるという利点を有している。 Patent Document 1 is known as an example of such a conventional structure deformation detection system.
Patent Literature 1 has an object of providing a road surface flatness measuring device that enables more accurate measurement, and a test vehicle within a predetermined measurement section length in IRI (International Roughness Index) calculation. A technology has been disclosed which makes it easy to cope with a change in the running speed of the vehicle and makes it possible to correct the speed every time the speed changes, thereby enabling more accurate measurement.
More specifically, it is possible to provide a road surface flatness measuring device that enables more accurate measurement even when a test vehicle has a nonlinear characteristic in which a suspension damping constant changes depending on frequency. it can. For this reason, the configuration is simplified, and in the IRI calculation, even if the running speed of the test vehicle changes within a predetermined measurement section length, it is possible to cope with the change, and every time the speed changes, Since it is also possible to perform speed correction, there is an advantage that more accurate flatness measurement can be performed.

特開２０１０−６６０４０公報JP 2010-66040 A

しかしながら、特許文献１にあっては、試験車の走行速度を測定するためにＧＰＳレシーバが受信した位置情報を使用しているため、測定精度はＧＰＳレシーバが取得した位置情報の精度に制約されてしまい、精度の高い測定ができないといった問題があった。
ところで、道路橋の橋桁間の遊間（隙間）をつなぎ、橋桁の温度変化による伸縮や地震の揺れに追従させるための伸縮装置として、ジョイント部が設置されている。
そこで、ジョイント部のような非平坦部の段差等の変状を高精度で、且つ高速走行に対応した変状検知システムの開発が切望されていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、高速走行する試験車により測定した場合でも、非平坦部の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定できることにある。 However, in Patent Literature 1, since the position information received by the GPS receiver is used to measure the traveling speed of the test vehicle, the measurement accuracy is limited by the accuracy of the position information acquired by the GPS receiver. As a result, there is a problem that highly accurate measurement cannot be performed.
By the way, a joint portion is installed as a telescopic device for connecting a play (gap) between bridge girders of a road bridge and following expansion and contraction due to a temperature change of the bridge girder and shaking of an earthquake.
Therefore, development of a deformation detection system which is highly accurate for deformation such as a step of a non-flat portion such as a joint portion and is compatible with high-speed running has been desired.
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to be able to measure a position and a step amount of a non-flat portion with high accuracy and efficiently even when measured by a test vehicle traveling at high speed. .

請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、車体と、該車体の進行方向に沿った前後位置関係で離間配置された少なくとも２組の車輪対を備えた車両と、前記２組の車輪対に係わる各車輪の車軸の振動を検知する車軸振動センサと、最前部の前記車輪対の車軸の前方に相当する前記車体の車体前部、前後の各車輪対の車軸間に相当する前記車体の車体中間部、及び最後部の前記車輪対の車軸の後方に相当する前記車体の車体後部のうちの何れか二箇所において前記進行方向に沿った直線状に配置されて路面の変位を検知する少なくとも２つの変位検知センサと、前記路面上を前記車両が通過する際に、前記車軸振動センサ、及び前記変位検知センサにより夫々検知された振動データ、及び変位データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から取得した前記振動データ、及び前記変位データに基づいて前記路面の非平坦部に係る平坦性及び段差量を算出する制御手段と、を備え、前記変位検知センサは、前記車体前部、又は前記車体中間部に配置されて第１変位データを検知する第１変位検知センサと、前記車体中間部、又は前記車体後部に配置されて第２変位データを検知する第２変位検知センサと、を備え、前記制御手段は、前記記憶手段から前記第１変位データ及び前記第２変位データを取得し、前記第１変位データと前記第２変位データとに挟まれた検知範囲に存在する車軸振動センサに係るデータを前記非平坦部に係る振動データとして特定し、特定された特定データに基づいて前記非平坦部に係る平坦性及び段差量を算出することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle including: a vehicle body; and a vehicle including at least two pairs of wheel pairs spaced apart in a front-rear positional relationship along a traveling direction of the vehicle body . An axle vibration sensor that detects the vibration of the axle of each wheel related to the wheel pair, and the front portion of the vehicle body corresponding to the front of the axle of the foremost wheel pair; Detects displacement of a road surface by being disposed in a straight line along the traveling direction at any two of a vehicle body middle portion and a rear portion of the vehicle body corresponding to a rear portion of the axle of the wheel pair at the rearmost portion. At least two displacement detection sensors, and storage means for storing vibration data and displacement data respectively detected by the axle vibration sensor and the displacement detection sensor when the vehicle passes on the road surface, Memory The vibration data obtained from, and and control means for calculating a flatness and surface level difference according to the non-flat portion of the road surface on the basis of the displacement data, the displacement detection sensor, the vehicle body front part, or the A first displacement detection sensor disposed in the middle of the vehicle body and detecting first displacement data; and a second displacement detection sensor disposed in the middle of the vehicle body or at the rear of the vehicle body and detecting second displacement data. The control means acquires the first displacement data and the second displacement data from the storage means , and controls the axle vibration sensor existing in a detection range between the first displacement data and the second displacement data. Such data is specified as vibration data related to the non-flat portion, and flatness and a step amount related to the non-flat portion are calculated based on the specified specific data.

本発明によれば、高速走行する試験車により測定した場合でも、非平坦部の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定できることにある。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to accurately and efficiently measure the position of a non-flat portion and the amount of a step even when measured with a test vehicle traveling at high speed.

本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムのブロック図である。1 is a block diagram of a structural body deformation detection system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムの機器構成を示す図である。It is a figure showing the device composition of the structural object deformation detection system concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムの動作を説明するための概略構成とその時の各センサの波形を示すグラフ図であり、（ａ）は車両と各センサの配置を示す図であり、（ｂ）は車両がジョイント部２７を通過する直前の図であり、（ｃ）はその時の各波形を示すグラフ図であり、（ｄ）は前方のレーザ変位センサがジョイント部２７を検知したことを示す図であり、（ｅ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図であり、（ｆ）は後方のレーザ変位センサがジョイント部２７を検知したことを示す図であり、（ｇ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。FIG. 3 is a graph illustrating a schematic configuration for explaining an operation of the structural body deformation detection system according to the first embodiment of the present invention and a waveform of each sensor at that time, and (a) illustrates an arrangement of a vehicle and each sensor. (B) is a diagram immediately before the vehicle passes through the joint 27; (c) is a graph showing respective waveforms at that time; (d) is a diagram in which the forward laser displacement sensor is connected to the joint 27. (E) is a graph showing the waveform of each sensor at that time, (f) is a diagram showing that the rear laser displacement sensor has detected the joint 27, (G) is a graph showing a waveform of each sensor at that time. 本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７の振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。It is a figure for explaining operation which specifies the vibration data position of joint part 27 in the structural-body-deformation detection system which concerns on 1st Embodiment of this invention, (a) shows the positional relationship of a vehicle and each sensor. It is a figure, (b) is a graph figure showing the waveform of each sensor at that time. （ａ）は走行時の計測によって得られた車両側の振動データの抽出方法と分析方法を説明するための図であり、（ｂ）は健全時と損傷時におけるＦＦＴ処理後の比較データを示すグラフ図であり、（ｃ）は健全時に対する損傷時のスペクトル変化率を示すグラフ図である。(A) is a diagram for explaining a method of extracting and analyzing a vehicle-side vibration data obtained by measurement at the time of traveling, and (b) shows comparison data after FFT processing in a healthy state and a damaged state. It is a graph figure, and (c) is a graph figure which shows the spectrum change rate at the time of damage with respect to a healthy time. ジョイント部２７の損傷判定を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining a damage determination of a joint 27. 本発明の構造体変状検知システムによるジョイント部２７の段差量及び平坦性の評価を説明するためのサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine for explaining the evaluation of the level difference and flatness of the joint part 27 by the structural body deformation | transformation detection system of this invention. （ａ）は図７の速度推定のサブルーチン動作を説明するためのフローチャートであり、（ｂ）は車両の前後に配置したレーザ変位計に係るデータの差の二乗平方根和を算出する方法を説明するグラフ図であり、（ｃ）は差の二乗平方根和から速度を推定する方法を説明するグラフ図である。7A is a flowchart for explaining a speed estimation subroutine operation in FIG. 7, and FIG. 7B is a method for calculating a root-sum-square difference of data relating to laser displacement meters arranged before and after the vehicle. It is a graph figure, and (c) is a graph figure explaining the method of estimating a speed | velocity from the square root sum of a difference. （ａ）は平坦性算定方法の概要を示すグラフ図であり、（ｂ）は平坦性の算出を説明するためのフローチャートであり、（ｃ）段差量の算出を説明するためのフローチャートである。(A) is a graph showing an outline of a flatness calculation method, (b) is a flowchart for explaining flatness calculation, and (c) is a flowchart for explaining calculation of a step amount. （ａ）は段差量算定方法の概要を示すグラフ図であり、（ｂ）はジョイント部２７の段差量を説明するための図である。(A) is a graph showing the outline of the step difference calculation method, and (b) is a diagram for explaining the step difference of the joint portion 27. 本発明の第２実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。It is a figure for explaining operation which specifies a vibration data position concerning joint part 27 in a structural body deformation detection system concerning a 2nd embodiment of the present invention, and (a) shows a physical relationship between vehicles and each sensor. FIG. 7B is a graph showing a waveform of each sensor at that time. 本発明の第３実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。It is a figure for explaining operation which specifies a vibration data position concerning joint part 27 in a structural-body deformation detection system concerning a 3rd embodiment of the present invention, and (a) shows a physical relationship between vehicles and each sensor. FIG. 7B is a graph showing a waveform of each sensor at that time. 本発明の第４実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。It is a figure for explaining operation which specifies a vibration data position concerning joint part 27 in a structure deformation detection system concerning a 4th embodiment of the present invention, and (a) shows a positional relationship of vehicles and each sensor. FIG. 7B is a graph showing a waveform of each sensor at that time. 本発明の第５実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データ位置を特定する動作を説明するための図である。It is a figure for explaining operation which specifies a vibration data position concerning joint part 27 in a structural body deformation detection system concerning a 5th embodiment of the present invention.

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
＜構造体変状検知システムの全体構成＞
本発明は、高速走行する試験車により測定した場合でも、非平坦部の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の構造体変状検知システムは、車体と、車体の進行方向に沿った前後位置関係で離間配置された少なくとも２組の車輪対を備えた車両と、各車輪の車軸の振動を検知する車軸振動センサと、最前部の車輪対の車軸の前方に相当する車体前部、前後の各車輪対の車軸間に相当する車体中間部、及び最後部の車輪対の車軸の後方に相当する車体後部のうちの何れか二箇所において移動方向に沿った直線状に配置されて路面の変位を検知する少なくとも２つの変位検知センサと、路面上を車両が通過する際に、車軸振動センサ、及び変位検知センサにより夫々検知された振動データ、及び変位データを記憶する記憶手段と、記憶手段から取得した振動データ、及び変位データに基づいて路面の非平坦部に係る平坦性及び段差量を算出する制御手段と、を備え、制御手段は、非平坦部を検知した変位データに基づいて当該車両の速度を推定することにより非平坦部に係る振動データを特定し、特定データに基づいて非平坦部に係る平坦性及び段差量を算出することを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、高速走行する試験車により測定した場合でも、非平坦部の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定できる。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
<Overall configuration of structural deformation detection system>
The present invention has the following configuration in order to accurately and efficiently measure the position of a non-flat portion and the amount of a step even when measured by a test vehicle running at high speed.
That is, the structural body deformation detection system of the present invention includes a vehicle having a vehicle body, at least two pairs of wheel pairs spaced apart in a front-rear positional relationship along a traveling direction of the vehicle body, and a vibration of an axle of each wheel. The axle vibration sensor to be detected, the front of the vehicle body corresponding to the front of the axle of the frontmost wheel pair, the middle of the vehicle body between the axles of the front and rear wheel pairs, and the rear of the axle of the last wheel pair At least two displacement detection sensors arranged linearly along the movement direction at any two of the rear portions of the vehicle body to detect displacement of the road surface, and an axle vibration sensor when the vehicle passes on the road surface, Storage means for storing vibration data and displacement data detected by the displacement detection sensor, respectively, and calculating flatness and step amount relating to an uneven portion of the road surface based on the vibration data and displacement data obtained from the storage means. Control means for determining vibration data related to the non-flat portion by estimating the speed of the vehicle based on the displacement data detected for the non-flat portion, and performing non-flatness based on the specific data. It is characterized in that the flatness and the step amount of the portion are calculated.
With the above configuration, the position of the non-flat portion and the step amount can be measured with high accuracy and efficiency even when the measurement is performed using a test vehicle traveling at high speed.
The features of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

＜第１実施形態＞
＜構造体変状検知システム＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムのブロック図である。
構造体変状検知システム２０は、加速度センサ２ａ、２ｂ、レーザ変位計４ａ、４ｂ、４Ａ、４Ｂ、ＧＰＳレシーバ６、外部メモリ８、データロガー１０ａ、１０ｂ、ＰＣ１２等を搭載している。
この構造体変状検知システム２０においては、車両２４の進行方向Ｚに対して左側に加速度センサ２ａ、レーザ変位計４ａ、４ｂを備え、右側に加速度センサ２ｂ、レーザ変位計４Ａ、４Ｂを備えている。また、データロガー１０ａは左側の加速度センサ２ａ、レーザ変位計４ａ、４ｂのアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有し、データロガー１０ｂは右側の加速度センサ２ｂ、レーザ変位計４Ａ、４Ｂのアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。
上述したデータロガー１０ａ、１０ｂは、加速度センサ２ａ、２ｂが出力したアナログ信号を例えば１０ｋＨｚのサンプリングクロックによりサンプリングして時系列のデジタル信号に変換してＰＣ１２に出力し、外部メモリに記憶させる。また、データロガー１０ａ、１０ｂは、レーザ変位計４ａ、４ｂ、４Ａ、４Ｂが出力したアナログ信号を例えば３０００Ｈｚのサンプリングクロックによりサンプリングして時系列のデジタル信号に変換してＰＣ１２に出力し、外部メモリに記憶させる。
また、位置情報を取得するＧＰＳレシーバ６を更に備え、ＰＣ１２は、ＧＰＳ６レシーバにより取得された位置情報が、予め設定した被測定ジョイント部２７の位置情報に接近した場合、外部メモリ８の記憶動作を開始する。これにより、予め設定した被測定ジョイント部２７に係る振動データを特定して記憶するので、外部メモリ８の記憶容量を節約することができると共に、自動的に記憶動作を開始することができる。
上述したＧＰＳレシーバ６は、例えば５Ｈｚのサンプリングクロックによりサンプリングされた時系列の位置情報を出力する。
また、ＰＣ１２は、内部にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）を有し、ＨＤＤからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、ＨＤＤからプログラム（後述する各種フローチャートで示されるプログラム）を読み出し、各種処理を実行する。
なお、本実施形態では、道路橋の橋桁間の遊間（隙間）をつなぎ、橋桁の温度変化による伸縮や地震の揺れに追従させるための伸縮装置であるジョイント部２７を非平坦部として想定しているが、非平坦部は道路面から下方向に段差を有する凹所であればよく、この場合でもレーザ変位計を用いてその変位量を測定することが可能になる。 <First embodiment>
<Structural deformation detection system>
FIG. 1 is a block diagram of a structural body deformation detection system according to the first embodiment of the present invention.
The structural body deformation detection system 20 includes acceleration sensors 2a, 2b, laser displacement meters 4a, 4b, 4A, 4B, a GPS receiver 6, an external memory 8, data loggers 10a, 10b, a PC 12, and the like.
The structural body deformation detection system 20 includes an acceleration sensor 2a and laser displacement meters 4a and 4b on the left side with respect to the traveling direction Z of the vehicle 24, and an acceleration sensor 2b and laser displacement meters 4A and 4B on the right side. I have. The data logger 10a has a function of converting analog signals of the left acceleration sensor 2a and the laser displacement meters 4a and 4b into digital signals, and the data logger 10b has an analog function of the right acceleration sensor 2b and the laser displacement meters 4A and 4B. It has a function of converting a signal into a digital signal.
The above-described data loggers 10a and 10b sample the analog signals output from the acceleration sensors 2a and 2b using, for example, a sampling clock of 10 kHz, convert the analog signals into time-series digital signals, output the signals to the PC 12, and store them in an external memory. The data loggers 10a and 10b sample the analog signals output from the laser displacement meters 4a, 4b, 4A and 4B with a sampling clock of, for example, 3000 Hz, convert the analog signals into time-series digital signals, and output the digital signals to the PC 12. To memorize.
In addition, the PC 12 further includes a GPS receiver 6 for acquiring position information, and the PC 12 performs a storage operation of the external memory 8 when the position information acquired by the GPS 6 receiver approaches the preset position information of the joint 27 to be measured. Start. Thus, the vibration data relating to the joint 27 to be measured which is set in advance is specified and stored, so that the storage capacity of the external memory 8 can be saved and the storage operation can be started automatically.
The above-described GPS receiver 6 outputs time-series position information sampled by a sampling clock of, for example, 5 Hz.
The PC 12 has a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a CPU (Central Processing Unit), and a HDD (Hard Disk Drive), and reads the operating system OS from the HDD and expands it on the RAM. Then, under control of the OS, a program (a program shown in various flowcharts described later) is read from the HDD and various processes are executed.
In the present embodiment, the joint portion 27 which is an expansion / contraction device for connecting a play (gap) between bridge girders of a road bridge and following expansion / shrinkage due to a temperature change of the bridge girder and shaking of an earthquake is assumed to be a non-flat portion. However, the non-flat portion may be a recess having a step in the downward direction from the road surface. In this case, the displacement can be measured using a laser displacement meter.

＜構造体変状検知システムの機器構成＞
図２は、本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムの機器構成を示す図である。
本実施形態では、構造体変状検知システムは、車体１６と、この車体１６の進行方向Ｚに沿った前後位置関係で離間配置された２組の車輪対１８ａ、１８ｃ、及び１８ｂ、１８ｄを備えた車両２４と、各車輪１８ａ、１８ｃ、及び１８ｂ、１８ｄの車軸２２ａ、２２ｂの振動を検知する加速度センサ２ａ、２ｂ（車軸振動センサ）と、を備えている。
また、構造体変状検知システムは、最前部の車輪対１８ａ、１８ｃの車軸２２ａの前方に相当する車体前部１７、前後の各車輪対１８ａ、１８ｃ、及び１８ｂ、１８ｄの車軸２２ａ、２２ｂ間に相当する車体中間部１９、及び最後部の車輪対１８ｂ、１８ｄの車軸２２ｂの後方に相当する車体後部２１のうち、車体中間部１９と車体後部２１の二箇所において移動方向に沿った直線状に配置されて路面の変位を検知する２つのレーザ変位計４ａ、４Ａ及び４ｂ、４Ｂ（変位検知センサ）と、を備えている。 <Equipment configuration of structural deformation detection system>
FIG. 2 is a diagram illustrating a device configuration of the structural body deformation detection system according to the first embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the structural body deformation detection system includes a vehicle body 16 and two pairs of wheel pairs 18a, 18c, and 18b and 18d that are spaced apart from each other in a front-back positional relationship along the traveling direction Z of the vehicle body 16. Vehicle 24, and acceleration sensors 2a and 2b (axle vibration sensors) for detecting vibrations of the axles 22a and 22b of the wheels 18a and 18c and 18b and 18d.
Further, the structural body deformation detection system includes a vehicle body front portion 17 corresponding to the front of the axle 22a of the foremost wheel pair 18a, 18c, and the front and rear wheel pairs 18a, 18c, and 18b, 18d, between the axles 22a, 22b. And a rear body 21 corresponding to the rear of the axle 22b of the rearmost wheel pair 18b, 18d. And two laser displacement gauges 4a, 4A and 4b, 4B (displacement detection sensors) which are arranged at a distance from each other and detect displacement of the road surface.

さらに、構造体変状検知システムは、路面上を車両２４が通過する際に、加速度センサ２ａ、２ｂ、及びレーザ変位計４ａ、４Ａ及び４ｂ、４Ｂにより夫々検知された振動データ、及び変位データを記憶する外部メモリ８（記憶手段）と、外部メモリ８から取得した振動データ、及び変位データに基づいて路面のジョイント部２７（非平坦部）に係る平坦性及び段差量を算出するＰＣ１２（制御手段）と、を備えている。
ＰＣ１２は、ジョイント部２７を検知するための変位データに基づいて、当該車両２４の速度を推定することによりジョイント部２７に係る振動データを特定し、この特定データに基づいてジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出する。
なお、ＰＣ１２は、車両１６が走行中には上述した振動データ及び変位データの収集に特化した処理を行い、収集後の振動データ及び変位データに対して、速度推定や平坦性及び段差量を算出する処理を行う。 Further, the structure deformation detection system uses the vibration data and the displacement data detected by the acceleration sensors 2a and 2b and the laser displacement meters 4a, 4A and 4b and 4B when the vehicle 24 passes on the road surface. An external memory 8 (storage means) for storing, and a PC 12 (control means) for calculating flatness and a step amount of the joint 27 (non-flat portion) on the road surface based on vibration data and displacement data obtained from the external memory 8 ).
The PC 12 specifies the vibration data related to the joint 27 by estimating the speed of the vehicle 24 based on the displacement data for detecting the joint 27, and determines the flatness related to the joint 27 based on the specified data. Calculate the gender and the level difference.
While the vehicle 16 is traveling, the PC 12 performs a process specialized for collecting the above-described vibration data and displacement data, and performs speed estimation, flatness, and a step amount on the collected vibration data and displacement data. Perform the calculation process.

＜動作説明＞
図３は、本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムの動作を説明するための概略構成とその時の各センサの波形を示すグラフ図であり、（ａ）は車両と各センサの配置を示す図であり、（ｂ）は車両がジョイント部２７を通過する直前の図であり、（ｃ）はその時の各波形を示すグラフ図であり、（ｄ）は前方のレーザ変位センサがジョイント部２７を検知したことを示す図であり、（ｅ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図であり、（ｆ）は後方のレーザ変位センサがジョイント部２７を検知したことを示す図であり、（ｇ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。
図３では説明を簡略化するために、図３（ａ）に示すようにレーザ変位計をＬ１、Ｌ２、加速度センサをＡとして説明する。この図では路面を２５、路面２５のジョイント部を２７とし、同じ構成要件には同じ符号を付して説明する。 <Operation description>
FIG. 3 is a graph showing a schematic configuration for explaining an operation of the structural body deformation detection system according to the first embodiment of the present invention and a waveform of each sensor at that time. FIG. (B) is a diagram just before the vehicle passes through the joint 27, (c) is a graph showing each waveform at that time, (d) is a laser displacement sensor in front FIGS. 7A and 7B are diagrams showing that the joint 27 has been detected, FIG. 7E is a graph showing the waveforms of the respective sensors at that time, and FIG. 7F shows that the rear laser displacement sensor has detected the joint 27. It is a figure, (g) is a graph figure which shows the waveform of each sensor at that time.
In FIG. 3, for simplification of description, the laser displacement meter is described as L1 and L2 and the acceleration sensor is illustrated as A as shown in FIG. In this figure, the road surface is 25 and the joint of the road surface 25 is 27, and the same components are denoted by the same reference numerals.

図３（ａ）は、車両２４が矢印の進行方向に進行したときにＬ１、Ｌ２がジョイント部２７を検知しない場合を表している。
図３（ｂ）は、車両２４がジョイント部２７を通過する直前の図であり、この時は各レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２はジョイント部２７を検知していないため、図３（ｃ）に示す通り、各レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２からは路面２５の小さな変位のみを検知している波形信号が出力される。また、加速度センサＡは路面の振動信号を出力する。これらの信号はデータロガー１０ａ、１０ｂにより上述したサンプリングクロックでＡ／Ｄ変換され、ＰＣ１２によりタイムスタンプが付与され外部メモリ８に順次記憶される。 FIG. 3A illustrates a case where L <b> 1 and L <b> 2 do not detect the joint 27 when the vehicle 24 advances in the direction of travel of the arrow.
FIG. 3B is a diagram immediately before the vehicle 24 passes through the joint 27. At this time, since the laser displacement meters L1 and L2 have not detected the joint 27, they are shown in FIG. As described above, each of the laser displacement meters L1 and L2 outputs a waveform signal that detects only a small displacement of the road surface 25. The acceleration sensor A outputs a road surface vibration signal. These signals are A / D-converted by the data loggers 10a and 10b using the above-described sampling clock, time-stamped by the PC 12, and sequentially stored in the external memory 8.

図３（ｄ）は、前方のレーザ変位計Ｌ１がジョイント部２７を検知したことを示す図であり、図３（ｅ）に示す通り、レーザ変位計Ｌ１からはジョイント部２７の変位により信号Ｘが検知される。また、レーザ変位計Ｌ２は路面２５の小さな変位のみを検知し、加速度センサＡは路面の振動信号を出力する。
図３（ｆ）は、後方のレーザ変位計Ｌ２がジョイント部２７を検知したことを示す図であり、図３（ｇ）に示す通り、この時はレーザ変位計Ｌ２からはジョイント部２７の変位により信号Ｙが検知される。また、レーザ変位計Ｌ１は路面２５の小さな変位のみを検知し、加速度センサＡは路面の振動信号を出力する。
ここで、外部メモリ８に記憶された各データは、データ収集後に読み出されて分析される。一つの方法として第１実施形態では、レーザ変位計Ｌ１に係る変位データＸとＬ２の変位データＹに挟まれた検知範囲２９に存在する加速度センサＡに係るデータを路面２５の変位データと特定して段差量及び平坦性が分析される。 FIG. 3D is a diagram showing that the forward laser displacement meter L1 has detected the joint 27. As shown in FIG. 3E, the laser displacement meter L1 outputs a signal X based on the displacement of the joint 27. Is detected. The laser displacement meter L2 detects only a small displacement of the road surface 25, and the acceleration sensor A outputs a road surface vibration signal.
FIG. 3F is a diagram showing that the rear laser displacement meter L2 has detected the joint portion 27. As shown in FIG. 3G, at this time, the displacement of the joint portion 27 is detected from the laser displacement meter L2. Detects the signal Y. Further, the laser displacement meter L1 detects only a small displacement of the road surface 25, and the acceleration sensor A outputs a vibration signal of the road surface.
Here, each data stored in the external memory 8 is read and analyzed after data collection. As one method, in the first embodiment, data related to the acceleration sensor A existing in the detection range 29 sandwiched between the displacement data X related to the laser displacement meter L1 and the displacement data Y related to L2 is specified as the displacement data of the road surface 25. The level difference and flatness are analyzed.

図４は、本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７の振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。
本発明の第１実施形態に係る構造体変状検知システムは、図４（ａ）に示す通り、２つのレーザ変位計Ｌ１、Ｌ２は、車両２４の進行方向Ｚの前方に配置され第１変位信号を検知する第１レーザ変位計Ｌ１と、レーザ変位計Ｌ１よりも進行方向Ｚの後方で、且つ車軸２２ｂの後方に配置され第２変位信号を検知するレーザ変位計Ｌ２と、を備えている。
ＰＣ１２は、図４（ｂ）に示す通り、外部メモリ８から第１変位データ及び第２変位データを取得し、第１変位データからジョイント部２７の変位Ｘが発生した第１時刻ｔ１を特定し、第２変位データからジョイント部２７の変位Ｙが発生した第２時刻ｔ２を特定し、第１時刻ｔ１と第２時刻ｔ２との間２９に存在する振動データＡＤをジョイント部２７の振動を表すデータであると判断する。 FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining an operation of specifying the vibration data position of the joint 27 in the structural body deformation detection system according to the first embodiment of the present invention. FIG. It is a figure which shows a positional relationship, (b) is a graph figure which shows the waveform of each sensor at that time.
In the structural body deformation detection system according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4A, two laser displacement meters L1 and L2 are disposed in front of the traveling direction Z of the vehicle 24 and have a first displacement. A first laser displacement meter L1 for detecting a signal and a laser displacement meter L2 disposed behind the laser displacement meter L1 in the traveling direction Z and behind the axle 22b and detecting a second displacement signal are provided. .
4B, the PC 12 acquires the first displacement data and the second displacement data from the external memory 8, and specifies the first time t1 at which the displacement X of the joint 27 has occurred from the first displacement data. From the second displacement data, the second time t2 at which the displacement Y of the joint 27 occurs is specified, and the vibration data AD existing between the first time t1 and the second time t2 29 represents the vibration of the joint 27. Judge as data.

＜ジョイント部が健全か否かを判定するシステム＞
図５（ａ）は走行時の計測によって得られた車両側の振動データの抽出方法と分析方法を説明するための図であり、（ｂ）は健全時と損傷時におけるＦＦＴ処理後の比較データを示すグラフ図であり、（ｃ）は健全時に対する損傷時のスペクトル変化率を示すグラフ図である。
図５（ａ）に示すＰＣ１２は、外部メモリ８から第１変位データ（Ｌ１）及び第２変位データ（Ｌ２）を取得して車両２４の速度を推定して、ジョイント部２７に係る振動データを取得する取得回路（取得手段）３６と、振動データ４２を高速フーリエ変換するＦＦＴ（高速フーリエ変換手段）３０と、ＦＦＴ３０により生成された周波数毎のレベルデータのうち、所定の周波数帯域の第１レベルデータを抽出する抽出回路（抽出手段）３２と、全体を制御する制御部３４と、を備えている。
ＰＣ１２は、ジョイント部２７に係る健全時の所定の周波数帯域の第２レベルデータ３７と第１レベルデータ３８とを比較して変化率を計算し、この変化率の傾向が特定の傾向を示した場合に、ジョイント部２７が損傷していることと判定する（更に詳しい判定フローを図６に示す）。 <System to determine whether the joint is sound>
FIG. 5A is a diagram for explaining a method of extracting and analyzing a vehicle-side vibration data obtained by measurement during traveling, and FIG. 5B is a comparison data after FFT processing in a healthy state and a damaged state. FIG. 3C is a graph showing a spectrum change rate at the time of damage with respect to that of a healthy state.
The PC 12 shown in FIG. 5A obtains the first displacement data (L1) and the second displacement data (L2) from the external memory 8, estimates the speed of the vehicle 24, and converts the vibration data related to the joint 27 into An acquiring circuit (acquiring means) 36 for acquiring, an FFT (fast Fourier transforming means) 30 for fast Fourier transforming the vibration data 42, and a first level of a predetermined frequency band among level data for each frequency generated by the FFT 30. An extraction circuit (extraction means) 32 for extracting data and a control unit 34 for controlling the whole are provided.
The PC 12 calculates the rate of change by comparing the second level data 37 and the first level data 38 of the predetermined frequency band at the time of soundness related to the joint 27, and the tendency of the rate of change shows a specific tendency. In this case, it is determined that the joint 27 is damaged (a more detailed determination flow is shown in FIG. 6).

図５（ｂ）は健全時と損傷時におけるＦＦＴ処理後の比較データを示す図である。ＰＣ１２は、計測された振動データ４２からジョイント部２７の直上通過時の１２８データ（０．０１２８秒）分を抽出し、ＦＦＴ処理の後、健全ジョイントの第２レベルデータ３７、第１レベルデータ（損傷ジョイントデータ）３８のそれぞれで平均を採って比較する。
ここで、図５（ｂ）で示した傾向のうち、健全ジョイントの第２レベルデータ３７では、特徴的なピークの確認が難しい。一方、第１レベルデータ３８では損傷によって１６００Ｈｚ（Ｅ点）付近の低減と、７００Ｈｚ（Ｃ点）と１２００Ｈｚ（Ｄ点）へ分散してピークが現れる傾向を示す。
図５（ｃ）に健全時に対する損傷時のフーリエスペクトルの比（以下、変化率）を示した。変化率には１６００Ｈｚ付近（Ｈ点）の低減と７００Ｈｚ（Ｆ点）と１２００Ｈｚ（Ｇ点）へ分散してピークが現れるという特定の傾向がより明確に現れている。 FIG. 5B is a diagram showing comparison data after FFT processing in a healthy state and a damaged state. The PC 12 extracts 128 data (0.0128 seconds) at the time of passing directly above the joint 27 from the measured vibration data 42, and after the FFT processing, the second level data 37 and the first level data of the healthy joint ( Each of the damaged joint data 38 is averaged and compared.
Here, of the trends shown in FIG. 5B, it is difficult to confirm a characteristic peak in the second level data 37 of the healthy joint. On the other hand, the first level data 38 shows a tendency to decrease around 1600 Hz (point E) due to damage, and to show peaks dispersed at 700 Hz (point C) and 1200 Hz (point D).
FIG. 5C shows the ratio of the Fourier spectrum at the time of damage to that at the time of soundness (hereinafter, the rate of change). In the rate of change, a specific tendency that peaks appear around 700 Hz (point F) and around 700 Hz (point F) and 1200 Hz (point G) appears more clearly.

＜ジョイント損傷判定フロー＞
図６は、ジョイント部の損傷判定を説明するためのフローチャートである。
まず、抽出回路３２は、計測された振動データ４２からジョイント部２７の直上を通過した時の所定時間分を抽出する（Ｓ１１）。
次に、ＦＦＴ３０は、抽出した振動データ４２をＦＦＴ３０によりＦＦＴ処理する（Ｓ１３）。
次に、制御部３４は、健全ジョイントと損傷ジョイント（被測定ジョイント）の平均値を比較する（図５（ｂ）により第２レベルデータ３７と第１レベルデータ３８を周波数毎に比較する）（Ｓ１５）。
次に、制御部３４は、ステップＳ１５により比較した結果から健全時に対する損傷時のフーリエスペクトルの比（変化率）を求める（図５（ｃ））（Ｓ１７）。
次に、制御部３４は、ステップＳ１７で求めた変化率の傾向が特定の傾向を持つか否かを判断して（Ｓ１９）、特定の傾向を持てば（Ｓ１９でＮｏ）健全ジョイントであると判断し（Ｓ２１）、特定の傾向を持たなければ（Ｓ１９でＹｅｓ）損傷ジョイントであると判断する（Ｓ２３）。
ここで、図５（ｃ）に示すように、特定の傾向として、健全時に対する損傷時のフーリエスペクトルの比（変化率）が、１４００〜１６００Ｈｚ付近（Ｈ点）、７００Ｈｚ付近（Ｆ点）、１２００Ｈｚ付近（Ｇ点）が、ジョイント損傷の状況に応じて、変化している場合に、ジョイント部２７に損傷があることと判断してもよい。 <Joint damage determination flow>
FIG. 6 is a flowchart for explaining the damage determination of the joint portion.
First, the extraction circuit 32 extracts, from the measured vibration data 42, a predetermined time when the vehicle passes just above the joint 27 (S11).
Next, the FFT 30 performs an FFT process on the extracted vibration data 42 using the FFT 30 (S13).
Next, the control unit 34 compares the average value of the healthy joint and the average value of the damaged joint (measured joint) (compares the second level data 37 and the first level data 38 for each frequency according to FIG. 5B). S15).
Next, the control unit 34 obtains the ratio (rate of change) of the Fourier spectrum at the time of damage to that at the time of sound from the result of the comparison at step S15 (FIG. 5C) (S17).
Next, the control unit 34 determines whether or not the tendency of the change rate obtained in step S17 has a specific tendency (S19), and if the tendency is present (No in S19), the joint is determined to be a sound joint. It is determined (S21), and if there is no specific tendency (Yes in S19), it is determined that the joint is a damaged joint (S23).
Here, as shown in FIG. 5C, as a specific tendency, the ratio (rate of change) of the Fourier spectrum at the time of damage to that at the time of soundness is around 1400 to 1600 Hz (point H), around 700 Hz (point F), If the vicinity of 1200 Hz (point G) changes according to the state of joint damage, it may be determined that the joint portion 27 is damaged.

＜段差量及び平坦性の評価フロー＞
図７は、本発明の構造体変状検知システムによるジョイント部の段差量及び平坦性の評価を説明するためのサブルーチンのフローチャートである。
本発明の構造体変状検知システムにおいて、ＰＣ１２は、大きく分けて４つのサブルーチンを実行する。即ち、サブルーチンは、速度の推定（Ｓ３１）、振動データの特定（Ｓ３３）、平坦性の算出（Ｓ３５）、及び段差量の算出（Ｓ３７）である。そして夫々のサブルーチンの詳細は後述する。
更に詳しくは、ＰＣ１２は、ジョイント部２７を検知した変位データに基づいて当該車両２４の速度を推定する速度推定ステップ（Ｓ３１）と、この速度推定ステップ（Ｓ３１）によりジョイント部２７に係る振動データを特定する振動データ特定ステップ（Ｓ３３）と、振動データ特定ステップ（Ｓ３３）により特定された特定データに基づいてジョイント部２７に係る平坦性を算出する平坦性算出ステップ（Ｓ３５）と、特定データに基づいてジョイント部２７に係る段差量を算出する段差量算出ステップ（Ｓ３７）とを実行する。 <Evaluation flow of step height and flatness>
FIG. 7 is a flowchart of a subroutine for explaining the evaluation of the step amount and the flatness of the joint portion by the structural body deformation detection system of the present invention.
In the structural deformation detection system of the present invention, the PC 12 executes four subroutines roughly divided. That is, the subroutines are speed estimation (S31), vibration data identification (S33), flatness calculation (S35), and step difference calculation (S37). The details of each subroutine will be described later.
More specifically, the PC 12 estimates the speed of the vehicle 24 based on the displacement data detected by the joint 27 (S31), and the speed estimation step (S31) converts the vibration data related to the joint 27 into A vibration data specifying step (S33) to specify, a flatness calculating step (S35) for calculating flatness of the joint 27 based on the specific data specified in the vibration data specifying step (S33), and And a step difference calculating step (S37) of calculating a step amount related to the joint portion 27.

＜速度の推定フロー＞
図８（ａ）は図７の速度推定のサブルーチン動作を説明するためのフローチャートであり、（ｂ）は車両の前後に配置したレーザ変位計に係るデータの差の二乗平方根和を算出する方法を説明するグラフ図であり、（ｃ）は差の二乗平方根和から速度を推定する方法を説明するグラフ図である。ここでは、図２に示した車両２４を参照して説明する。
まず、ＰＣ１２は、車両２４の進行方向Ｚに対して車軸２２ｂの前方に配置したレーザ変位計４Ａ（４ａ）に係る変位データと、車軸２２ｂの後方に配置したレーザ変位計４Ｂ（４ｂ）に係る変位データとを取得する（Ｓ５１）。 <Speed estimation flow>
FIG. 8A is a flowchart for explaining the speed estimation subroutine operation of FIG. 7, and FIG. 8B is a flowchart showing a method for calculating the sum of square roots of the data difference between the laser displacement meters disposed before and after the vehicle. It is a graph explaining, and (c) is a graph explaining the method of estimating speed from the square root sum of a difference. Here, description will be made with reference to the vehicle 24 shown in FIG.
First, the PC 12 relates to the displacement data of the laser displacement meter 4A (4a) disposed in front of the axle 22b with respect to the traveling direction Z of the vehicle 24 and the displacement data of the laser displacement meter 4B (4b) disposed behind the axle 22b. The displacement data is obtained (S51).

次に、ＰＣ１２は、図８（ｂ）に示すように、前方のレーザ変位計４Ａ（４ａ）に係るデータ値を０．０００１秒ずつずらしながら、後方のレーザ変位計４Ｂ（４ｂ）との差の二乗平方根和を算出する（Ｓ５３）。算出の方法は（式１）に基づいて行う。尚、図８（ｂ）は横軸に時間（ｓ）を表し、縦軸に変位データから読み取られた距離ｄ（ｍｍ）を表す。 Next, as shown in FIG. 8 (b), the PC 12 shifts the data value of the front laser displacement meter 4A (4a) by 0.0001 seconds and changes the data value with the rear laser displacement meter 4B (4b). Is calculated (S53). The calculation is performed based on (Equation 1). In FIG. 8B, the horizontal axis represents time (s), and the vertical axis represents the distance d (mm) read from the displacement data.

詳しくは、ＰＣ１２は、ずらし時間ｔ、計測データ配列変数ｎ、比較データ個数Ｎ、前方のレーザ変位計に係る変位データから読み取られた距離ｄ１、後方のレーザ変位計に係る変位データから読み取られた距離ｄ２に基づいて、（式１）に従って差の二乗平方根和Ｆ（ｔ）を算出する。 Specifically, the PC 12 was read from the shift time t, the measurement data array variable n, the number of comparison data N, the distance d1 read from the displacement data related to the front laser displacement meter, and the displacement data related to the rear laser displacement meter. Based on the distance d2, the root sum of squares F (t) of the difference is calculated according to (Equation 1).

次に、ＰＣ１２は、ずらし時間ｔに対応する差の二乗平方根和を内部ＲＡＭに記憶する（Ｓ５５）。
次に、ＰＣ１２は、図８（ｃ）に示すように差の二乗平方根和が最小になったずらし時間ｔを検出する（Ｓ５７）。尚、図８（ｃ）の横軸にずらし時間ｔを表し、縦軸に差の二乗平方根和ｆ（ｔ）を表す。
次に、ＰＣ１２は、検出したずらし時間ｔに基づいて速度を推定する（Ｓ５９）。例えば、レーザ変位計４Ａ（４ａ）とレーザ変位計４Ｂ（４ｂ）の間隔を０．７ｍとした場合、秒速１９．８３ｍとなり時速で７１．３９ｋｍと推測できる。 Next, the PC 12 stores the square root sum of the difference corresponding to the shift time t in the internal RAM (S55).
Next, as shown in FIG. 8C, the PC 12 detects a shift time t at which the sum of the square roots of the differences is minimized (S57). In FIG. 8C, the horizontal axis represents the shift time t, and the vertical axis represents the square root sum f (t) of the difference.
Next, the PC 12 estimates the speed based on the detected shift time t (S59). For example, when the distance between the laser displacement meter 4A (4a) and the laser displacement meter 4B (4b) is 0.7 m, the speed is 19.83 m / s, which is 71.39 km / h.

即ち、図２を参照して説明する。レーザ変位計は、車体前部１７、又は車体中間部１９（本実施形態では車体中間部１９）に配置されて第１変位データを検知するレーザ変位計４Ａ（４ａ）と、車体中間部１９、又は車体後部２１に配置されて第２変位データを検知するレーザ変位計４Ｂ（４ｂ）と、を備えている。
ＰＣ１２は、外部メモリ８から第１変位データ及び第２変位データを取得し、第１変位データを時間軸に対して所定量ずつずらしながら第２変位データとの差の二乗平方根和ｆ（ｔ）を算出し、この差の二乗平方根和ｆ（ｔ）が最小になった場合（相関性が最も高い場合）に係るずらし時間ｔに基づいて車両２４の速度を推定するものである。 That is, a description will be given with reference to FIG. The laser displacement meter 4A (4a), which is disposed at the vehicle body front portion 17 or the vehicle body intermediate portion 19 (in this embodiment, the vehicle body intermediate portion 19) and detects the first displacement data, and the laser displacement meter 4A, Alternatively, a laser displacement meter 4B (4b) disposed at the rear portion 21 of the vehicle body and detecting the second displacement data is provided.
The PC 12 obtains the first displacement data and the second displacement data from the external memory 8, and shifts the first displacement data by a predetermined amount with respect to a time axis by a predetermined amount with respect to a time axis. Is calculated, and the speed of the vehicle 24 is estimated based on the shift time t when the sum of square roots f (t) of the difference is minimized (when the correlation is the highest).

＜平坦性の算出フロー＞
図９（ａ）は平坦性算定方法の概要を示すグラフ図であり、（ｂ）は平坦性の算出を説明するためのフローチャートであり、（ｃ）段差量の算出を説明するためのフローチャートである。
ＰＣ１２は、外部メモリ８から取得した複数のレーザ変位計に係る変位データ及び加速度センサに係る振動データに基づいて、等間隔（ここでは１５ｍ間隔）の３点の測定値Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を抽出することにより、（式２）に従って当該区間の路面における平坦性を算出する。
即ち、図９（ｂ）を参照して説明する。まず、ＰＣ１２は、プロファイルと加速度センサに係るデータから、等間隔の３点の測定値Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を抽出する（Ｓ７１）。 <Flatness calculation flow>
FIG. 9A is a graph showing an outline of a flatness calculation method, FIG. 9B is a flowchart for explaining flatness calculation, and FIG. 9C is a flowchart for explaining calculation of a step amount. is there.
The PC 12 extracts three measured values X1, X2, and X3 at equal intervals (here, 15 m intervals) based on the displacement data of the plurality of laser displacement meters and the vibration data of the acceleration sensor acquired from the external memory 8. By doing so, the flatness of the section on the road surface is calculated according to (Equation 2).
That is, description will be given with reference to FIG. First, the PC 12 extracts three equally-spaced measurement values X1, X2, and X3 from the profile and the data relating to the acceleration sensor (S71).

次に、ＰＣ１２は、当該区間の平坦性σを式２より計算する（Ｓ７３）。 Next, the PC 12 calculates the flatness σ of the section from Expression 2 (S73).

詳しくは、ＰＣ１２は３点の距離ｄ、計測データ配列変数ｎに基づいて、（式２）に従って平坦性σを算出する。 Specifically, the PC 12 calculates the flatness σ according to (Equation 2) based on the distance d of the three points and the measurement data array variable n.

＜段差量の算出フロー＞
図１０（ａ）は段差量算定方法の概要を示すグラフ図であり、（ｂ）はジョイント部２７の段差量を説明するための図である。
まず、ＰＣ１２は、プロファイルと加速度センサ２に係るデータから図１０（ｂ）で示す２ｍ間（Ｗ１）での位置Ｄを計算する（Ｓ８１）。
次に、ＰＣ１２は、位置Ｄを作成する（Ｓ８３）。
次に、ＰＣ１２は、最大値を当該区間（Ｗ１）の段差とする（Ｓ８５）。 <Step calculation flow>
FIG. 10A is a graph showing the outline of the step difference calculation method, and FIG. 10B is a diagram for explaining the step difference of the joint 27.
First, the PC 12 calculates a position D between 2 m (W1) shown in FIG. 10B from the profile and data related to the acceleration sensor 2 (S81).
Next, the PC 12 creates a position D (S83).
Next, the PC 12 sets the maximum value as a step in the section (W1) (S85).

次に、ＰＣ１２は、プロファイルと加速度センサ２に係るデータに基づいて、図１０（ｂ）に示す１５ｍ間（Ｗ２）での位置Ｄを計算する（Ｓ８７）。
次に、ＰＣ１２は、位置Ｄを作成する（Ｓ８９）。
次に、ＰＣ１２は、最大値を当該区間（Ｗ１）の段差とする（Ｓ９１）。
このようにＰＣ１２は、複数のレーザ変位計及び加速度センサに係る測定データに基づいて、所定の移動距離内での鉛直方向の最大距離Ｄを算出することにより当該区間の路面における段差量を求める。
これにより、高速走行する試験車により測定した場合でも、ジョイント部２７の段差量を高精度で、且つ効率的に測定することができる。 Next, the PC 12 calculates the position D within a 15 m interval (W2) shown in FIG. 10B based on the profile and the data related to the acceleration sensor 2 (S87).
Next, the PC 12 creates a position D (S89).
Next, the PC 12 sets the maximum value as a step in the section (W1) (S91).
As described above, the PC 12 calculates the vertical maximum distance D within a predetermined moving distance based on the measurement data relating to the plurality of laser displacement meters and the acceleration sensors, thereby obtaining the step amount on the road surface in the section.
Thereby, even when the measurement is performed with a test vehicle traveling at a high speed, the step amount of the joint portion 27 can be measured with high accuracy and efficiently.

＜第２実施形態＞
図１１は、本発明の第２実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。
本発明の第２実施形態に係る構造体変状検知システムは、図１１（ａ）に示す通り、第１の実施形態に係る構造体変状検知システムと異なり、前後の車軸２２ａ、２２ｂに夫々加速度センサＢ、Ａを備え、２つのレーザ変位計Ｌ１、Ｌ２を、加速度センサＢを備えた車軸２２ａの前後に備えていることを特徴点とする。
図１１（ｂ）に示す通り、この構成では加速度センサＢによりジョイント部２７の振動データを特定する場合は、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知された範囲Ｗ３の加速度センサＢに係る振動データをジョイント部２７に係るデータとして特定することができる。 <Second embodiment>
FIG. 11 is a diagram for explaining an operation of specifying the vibration data position related to the joint 27 in the structural body deformation detection system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7B is a graph showing a positional relationship of FIG.
As shown in FIG. 11A, the structural deformation detection system according to the second embodiment of the present invention differs from the structural deformation detection system according to the first embodiment in that the front and rear axles 22a and 22b are respectively provided. It is characterized by having acceleration sensors B and A, and having two laser displacement meters L1 and L2 before and after an axle 22a having the acceleration sensor B.
As shown in FIG. 11B, in this configuration, when the vibration data of the joint 27 is specified by the acceleration sensor B, the acceleration sensor B in the range W3 in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2. Can be specified as data relating to the joint unit 27.

また、加速度センサＡによりジョイント部２７に係るデータを特定する場合は、図１１（ｂ）に示す通り、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知されたデータに基づいて、図８で説明した方法により車両２４の速度を推定して、例えばレーザ変位計Ｌ１又はＬ２と加速度センサＡの距離Ｗ４は予め分かっているので、車両２４の速度から加速度センサＡに係る振動データがジョイント部２７の直上に来る時間を割り出し、その時間軸のデータをジョイント部２７に係るデータと特定することができる。
これにより、同じジョイント部２７に係る振動データを加速度センサＡ、Ｂにより取得することができるため、例えば加速度センサＡ、Ｂに係るデータを比較して一致性があった場合に正式なデータと見做すことにより、データの信頼性を高めることができる。また、どちらかの加速度センサが故障した場合でも、故障していない他方の加速度センサに係るデータを採用することにより、再測定の必要がなくなり測定の効率を高めることができる。 When the data relating to the joint 27 is specified by the acceleration sensor A, as shown in FIG. 11B, based on the data in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2, FIG. By estimating the speed of the vehicle 24 by the method described above, for example, the distance W4 between the laser displacement meter L1 or L2 and the acceleration sensor A is known in advance. The time immediately above 27 is determined, and the data on the time axis can be specified as the data relating to the joint 27.
Thereby, the vibration data related to the same joint 27 can be acquired by the acceleration sensors A and B. For example, when the data related to the acceleration sensors A and B are compared with each other and there is a match, the data is regarded as the official data. As a result, the reliability of data can be improved. Further, even when one of the acceleration sensors has failed, by employing data on the other acceleration sensor that has not failed, the need for re-measurement can be eliminated, and the measurement efficiency can be increased.

＜第３実施形態＞
図１２は、本発明の第３実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データの位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形を示すグラフ図である。
本発明の第３実施形態に係る構造体変状検知システムは、図１２（ａ）に示す通り、第１の実施形態に係る構造体変状検知システムと異なり、前後の車軸２２ａ、２２ｂに夫々加速度センサＢ、Ａを備え、２つのレーザ変位計Ｌ１、Ｌ２を、加速度センサＢを備えた車軸２２ａと加速度センサＡを備えた車軸２２ｂとの間に備えていることを特徴点とする。 <Third embodiment>
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining an operation of specifying the position of vibration data related to the joint 27 in the structural body deformation detection system according to the third embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the positional relationship of a sensor, (b) is a graph figure which shows the waveform of each sensor at that time.
As shown in FIG. 12A, the structural deformation detection system according to the third embodiment of the present invention differs from the structural deformation detection system according to the first embodiment in that the front and rear axles 22a and 22b are respectively provided. It has acceleration sensors B and A, and is characterized in that two laser displacement meters L1 and L2 are provided between an axle 22a provided with the acceleration sensor B and an axle 22b provided with the acceleration sensor A.

図１１（ｂ）に示す通り、この構成では加速度センサＡによりジョイント部２７に係る振動データを特定する場合は、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知されたデータ間隔（Ｗ５）に基づいて、図８で説明した方法により車両２４の速度を推定して、例えばレーザ変位計Ｌ２と加速度センサＡの距離（Ｗ６）は予め分かっているので、車両２４の速度から加速度センサＡに係る振動データがジョイント部２７の直上に来る時間を割り出し、その時間軸のデータをジョイント部２７に係るデータと特定することができる。 As shown in FIG. 11B, in this configuration, when the vibration data relating to the joint 27 is specified by the acceleration sensor A, the data interval (W5) at which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2. The speed of the vehicle 24 is estimated by the method described with reference to FIG. 8, for example, the distance (W6) between the laser displacement meter L2 and the acceleration sensor A is known in advance. The time when such vibration data comes immediately above the joint 27 is determined, and the data on the time axis can be specified as the data relating to the joint 27.

また、加速度センサＢに係るデータによりジョイント部２７に係るデータを特定する場合は、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知されたデータ間隔（Ｗ５）に基づいて、図８で説明した方法により車両２４の速度を推定して、例えばレーザ変位計Ｌ１又はＬ２と加速度センサＢの距離（Ｗ７）は予め分かっているので、車両２４の速度から加速度センサＢに係る振動データがジョイント部２７の直上に来る時間を割り出し、その時間軸のデータをジョイント部２７に係るデータと特定することができる。
これにより、同じジョイント部２７の振動データを加速度センサＡ、Ｂにより取得することができるため、例えば加速度センサＡ、Ｂに係るデータを比較して一致性があった場合に正式なデータと見做すことにより、データの信頼性を高めることができる。また、どちらかの加速度センサが故障した場合でも、故障していない他方の加速度センサに係るデータを採用することにより、再測定の必要がなくなり測定の効率を高めることができる。 In the case where the data relating to the joint 27 is specified by the data relating to the acceleration sensor B, the description will be given with reference to FIG. 8 based on the data interval (W5) in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2. By estimating the speed of the vehicle 24 by the method described above, for example, the distance (W7) between the laser displacement gauge L1 or L2 and the acceleration sensor B is known in advance. The time immediately above 27 is determined, and the data on the time axis can be specified as the data relating to the joint 27.
Thus, the vibration data of the same joint 27 can be acquired by the acceleration sensors A and B. For example, when the data relating to the acceleration sensors A and B are compared and there is a match, the data is regarded as formal data. By doing so, the reliability of data can be improved. Further, even when one of the acceleration sensors has failed, by employing data on the other acceleration sensor that has not failed, the need for re-measurement can be eliminated, and the measurement efficiency can be increased.

＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部２７に係る振動データ位置を特定する動作を説明するための図であり、（ａ）は車両と各センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）はその時の各センサの波形信号を示すグラフ図である。
本発明の第４実施形態に係る構造体変状検知システムは、図１３（ａ）に示す通り、第１の実施形態に係る構造体変状検知システムと異なり、前後の車軸２２ａ、２２ｂに夫々加速度センサＢ、Ａを備え、レーザ変位計Ｌ１を車軸２２ａの前方に備え、レーザ変位計Ｌ２を車軸２２ｂの後方に備えていることを特徴点とする。
この構成では、加速度センサＢに係るデータによりジョイント部２７に係る振動データを特定する場合は、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知された範囲（Ｗ８）の加速度センサＢに係る振動データをジョイント部２７に係るデータとして特定することができる。 <Fourth embodiment>
FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining an operation of specifying the vibration data position related to the joint 27 in the structural body deformation detection system according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. FIG. 6B is a graph showing a waveform signal of each sensor at that time.
As shown in FIG. 13A, the structural deformation detection system according to the fourth embodiment of the present invention differs from the structural deformation detection system according to the first embodiment in that the front and rear axles 22a and 22b are respectively provided. A feature is that acceleration sensors B and A are provided, a laser displacement meter L1 is provided in front of the axle 22a, and a laser displacement meter L2 is provided behind the axle 22b.
In this configuration, when the vibration data related to the joint 27 is specified by the data related to the acceleration sensor B, the data related to the acceleration sensor B in the range (W8) in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2. The vibration data can be specified as data relating to the joint 27.

また、加速度センサＡに係るデータによりジョイント部２７に係る振動データを特定する場合も同様にして、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知された範囲（Ｗ８）の加速度センサＡに係る振動データをジョイント部２７に係るデータとして特定することができる。
また他の方法として、加速度センサＢに係るデータによりジョイント部２７に係る振動データを特定する場合は、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知されたデータに基づいて、図８で説明した方法により車両２４の速度を推定して、例えばレーザ変位計Ｌ１又はＬ２と加速度センサＢの距離は予め分かっているので、車両２４の速度から加速度センサＢに係る振動データがジョイント部２７の直上に来る時間を割り出し、その時間軸のデータをジョイント部２７に係るデータと特定することができる。 Similarly, when the vibration data related to the joint 27 is specified by the data related to the acceleration sensor A, the acceleration sensor A in the range (W8) in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2. Such vibration data can be specified as data relating to the joint 27.
As another method, when the vibration data related to the joint 27 is specified by the data related to the acceleration sensor B, based on data in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2, FIG. The speed of the vehicle 24 is estimated by the method described above. For example, since the distance between the laser displacement gauge L1 or L2 and the acceleration sensor B is known in advance, the vibration data of the acceleration sensor B The time immediately above is determined, and the data on the time axis can be specified as the data relating to the joint 27.

また、加速度センサＡに係るデータによりジョイント部２７に係るデータを特定する場合も、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知されたデータに基づいて、図８で説明した方法により車両２４の速度を推定して、例えばレーザ変位計Ｌ１又はＬ２と加速度センサＡの距離は予め分かっているので、車両２４の速度から加速度センサＡに係る振動データがジョイント部２７の直上に来る時間を割り出し、その時間軸のデータをジョイント部２７に係るデータと特定することができる。
これにより、同じジョイント部２７に係る振動データを加速度センサＡとＢにより取得することができるため、例えば加速度センサＡ、Ｂに係るデータを比較して一致性があった場合に正式なデータと見做すことにより、データの信頼性を高めることができる。また、どちらかの加速度センサが故障した場合でも、故障していない他方の加速度センサに係るデータを採用することにより、再測定の必要がなくなり測定の効率を高めることができる。 Also, when the data relating to the joint 27 is specified by the data relating to the acceleration sensor A, the vehicle described in FIG. 8 is used based on the data obtained by detecting the displacement of the joint 27 by the laser displacement meters L1 and L2. Since the distance between the laser displacement meter L1 or L2 and the acceleration sensor A is known in advance by estimating the speed of the vehicle 24, the time when the vibration data related to the acceleration sensor A comes immediately above the joint 27 from the speed of the vehicle 24 is calculated. The data on the time axis can be identified and specified as the data relating to the joint 27.
Thus, the vibration data related to the same joint 27 can be acquired by the acceleration sensors A and B. For example, when the data related to the acceleration sensors A and B are compared with each other, if the data match, the data is regarded as formal data. As a result, the reliability of data can be improved. Further, even when one of the acceleration sensors has failed, by employing data on the other acceleration sensor that has not failed, the need for re-measurement can be eliminated, and the measurement efficiency can be increased.

＜第５実施形態＞
図１４は、本発明の第５実施形態に係る構造体変状検知システムにおいて、ジョイント部の振動データ位置を特定する動作を説明するための図である。
本発明の第５実施形態に係る構造体変状検知システムは、車輪対を３つ備えた大型車両、例えばバスやトラックに本発明を採用した場合である。
第５実施形態に係る構造体変状検知システムは、第１の実施形態に係る構造体変状検知システムと異なり、最後部の車軸２２ｂに加速度センサＡを備え、２つのレーザ変位計Ｌ１、Ｌ２を、車輪対１８Ａと１８Ｂの間に備えていることを特徴点とする。
この構成では、加速度センサＡに係るデータによりジョイント部２７に係る振動データを特定する場合は、レーザ変位計Ｌ１、Ｌ２によりジョイント部２７の変位が検知されたデータに基づいて、図８で説明した方法により車両２４ａの速度を推定して、例えばレーザ変位計Ｌ１又はＬ２と加速度センサＡの距離は予め分かっているので、車両２４ａの速度から加速度センサＡに係る振動データがジョイント部２７の直上に来る時間を割り出し、その時間軸のデータをジョイント部２７に係るデータと特定することができる。
これにより、車軸が３つの車長が長い大型車でも、第１実施形態〜第４実施形態と同じように、レーザ変位計に係るデータに基づいて加速度データを測定することができる。尚、図１４では加速度センサを車軸２２ｂの１か所に備えた場合について説明したが、他の車軸に複数備えても構わない。 <Fifth embodiment>
FIG. 14 is a diagram for explaining an operation of specifying the vibration data position of the joint in the structural body deformation detection system according to the fifth embodiment of the present invention.
The structural body deformation detection system according to the fifth embodiment of the present invention is a case where the present invention is applied to a large vehicle including three wheel pairs, for example, a bus or a truck.
The structure deformation detection system according to the fifth embodiment differs from the structure deformation detection system according to the first embodiment in that an acceleration sensor A is provided on the rear axle 22b and two laser displacement meters L1 and L2 are provided. Is provided between the wheel pairs 18A and 18B.
In this configuration, when the vibration data related to the joint 27 is specified by the data related to the acceleration sensor A, the description has been given with reference to FIG. 8 based on the data in which the displacement of the joint 27 is detected by the laser displacement meters L1 and L2. By estimating the speed of the vehicle 24a by the method, for example, the distance between the laser displacement meter L1 or L2 and the acceleration sensor A is known in advance, so that the vibration data related to the acceleration sensor A is directly above the joint 27 from the speed of the vehicle 24a. The coming time is determined, and the data on the time axis can be specified as the data relating to the joint unit 27.
As a result, even in a large vehicle having three axles and a long vehicle length, acceleration data can be measured based on data related to the laser displacement meter, as in the first to fourth embodiments. Although FIG. 14 illustrates the case where the acceleration sensor is provided at one position on the axle 22b, a plurality of acceleration sensors may be provided on another axle.

＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の構造体変状検知システム２０は、車体１６と、この車体１６の進行方向Ｚに沿った前後位置関係で離間配置された少なくとも２組の車輪対１８ａ、１８ｂを備えた車両２４と、各車輪１８ａ〜１８ｄの車軸２２ａ、２２ｂの振動を検知する加速度センサ２ａ、２ｂと、最前部の車輪対１８ａ、１８ｂの車軸２２ａの前方に相当する車体前部１７、前後の各車輪対の車軸間に相当する車体中間部１９、及び最後部の車輪対の車軸の後方に相当する車体後部２１のうち何れか二箇所において移動方向Ｚに沿った直線状に配置されて路面の変位を検知する少なくとも２つのレーザ変位計４Ａ、４Ｂと、路面上を車両２４が通過する際に、加速度センサ２ａ、２ｂ、及びレーザ変位計４Ａ、４Ｂにより夫々検知された振動データ、及び変位データを記憶する外部メモリ８と、外部メモリ８から取得した振動データ、及び変位データに基づいて路面のジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出するＰＣ１２と、を備え、ＰＣ１２は、ジョイント部２７を検知した変位データに基づいて当該車両２４の速度を推定することによりジョイント部２７に係る振動データを特定し、この特定データに基づいてジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出することを特徴とする。
本態様によれば、ＰＣ１２は、ジョイント部２７を検知した変位データに基づいて当該車両２４の速度を推定することによりジョイント部２７に係る振動データを特定し、この特定データに基づいてジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出する。
これにより、高速走行する試験車により測定した場合でも、ジョイント部の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定することができる。 <Structure, operation, and effect of the embodiment of the present invention>
<First aspect>
The structural body deformation detection system 20 of the present embodiment includes a vehicle 24 including a vehicle body 16 and at least two pairs of wheel pairs 18a and 18b spaced apart from each other in a front-back positional relationship along the traveling direction Z of the vehicle body 16; Acceleration sensors 2a and 2b for detecting vibrations of the axles 22a and 22b of the respective wheels 18a to 18d; a vehicle body front portion 17 corresponding to the front of the axle 22a of the foremost wheel pair 18a and 18b; Any two of the vehicle body intermediate portion 19 corresponding to the middle and the vehicle body rear portion 21 corresponding to the rear of the axle of the rearmost wheel pair are disposed linearly along the movement direction Z to detect the displacement of the road surface. At least two laser displacement meters 4A and 4B, vibration data and displacement data detected by the acceleration sensors 2a and 2b and the laser displacement meters 4A and 4B when the vehicle 24 passes on the road surface. An external memory 8 for storing data and a PC 12 for calculating the flatness and the step amount of the joint 27 on the road surface based on the vibration data and the displacement data acquired from the external memory 8. Estimating the speed of the vehicle 24 on the basis of the displacement data that has detected the joint 27 to specify the vibration data related to the joint 27, and calculating the flatness and the step amount related to the joint 27 based on the specified data. It is characterized by.
According to this aspect, the PC 12 specifies the vibration data of the joint 27 by estimating the speed of the vehicle 24 based on the displacement data detected by the joint 27, and based on the specific data, the joint 12 Is calculated for the flatness and the step amount.
Thus, even when the measurement is performed using a test vehicle traveling at high speed, the position and the amount of the step of the joint portion can be measured with high accuracy and efficiency.

＜第２態様＞
本態様のレーザ変位計は、車体前部１７、又は車体中間部１９に配置されて第１変位データを検知するレーザ変位計４Ａと、車体中間部１７、又は車体後部２１に配置されて第２変位データを検知するレーザ変位計４Ｂと、を備え、ＰＣ１２は、外部メモリ８から第１変位データ及び第２変位データを取得し、第１変位データを時間軸ｔに対して所定量ずらしながら第２変位データとの差の二乗平方根和を算出し、この差の二乗平方根和が最小になった場合に係るずらし時間に基づいて車両２４の速度を推定することを特徴とする。
本態様によれば、短い離間距離に配置されたレーザ変位計４Ａと４Ｂにより検知された第１変位データと第２変位データの差の二乗平方根和に基づいて車両２４の速度を推定するため、非常に高い精度で速度を推定することができる。
これにより、車両２４がジョイント部２７の直上にある時の振動データの位置を正確に特定することができる。 <Second aspect>
The laser displacement meter of this embodiment is disposed at the vehicle body front portion 17 or the vehicle body intermediate portion 19 and detects the first displacement data. The laser displacement meter 4A is disposed at the vehicle body intermediate portion 17 or the vehicle body rear portion 21 and the second. A laser displacement meter 4B for detecting displacement data, wherein the PC 12 obtains the first displacement data and the second displacement data from the external memory 8, and shifts the first displacement data by a predetermined amount with respect to the time axis t. The method is characterized in that the sum of the square roots of the difference from the two displacement data is calculated, and the speed of the vehicle 24 is estimated based on the shift time when the sum of the square roots of the difference is minimized.
According to this aspect, in order to estimate the speed of the vehicle 24 based on the sum of square roots of the difference between the first displacement data and the second displacement data detected by the laser displacement meters 4A and 4B arranged at a short distance, Speed can be estimated with very high accuracy.
Thus, the position of the vibration data when the vehicle 24 is directly above the joint 27 can be accurately specified.

＜第３態様＞
本態様のＰＣ１２は、外部メモリ８から複数の変位検知センサに係る変位データ及び加速度センサに係る振動データに基づいて、等間隔の３点の測定値Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を抽出することにより当該区間の路面における平坦性を算出することを特徴とする。
本態様によれば、等間隔の３点の測定値Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３に基づいて平坦性を算出するため、路面の平坦性を定量的に把握することができる。 <Third aspect>
The PC 12 of this embodiment extracts three equally-spaced measurement values X1, X2, and X3 from the external memory 8 based on the displacement data related to the plurality of displacement detection sensors and the vibration data related to the acceleration sensor. The flatness on the road surface is calculated.
According to this aspect, since the flatness is calculated based on the measured values X1, X2, and X3 at three equally spaced points, the flatness of the road surface can be grasped quantitatively.

＜第４態様＞
本態様のＰＣ１２は、複数のレーザ変位計及び加速度センサに係るデータから所定の移動距離内での鉛直方向の最大距離Ｄを算出することにより当該区間の路面における段差量を求めることを特徴とする。
本態様によれば、高速走行する試験車により測定した場合でも、ジョイント部２７の段差量を高精度で、且つ効率的に測定することができる。 <Fourth aspect>
The PC 12 of the present embodiment is characterized in that a step amount on a road surface in the section is obtained by calculating a maximum distance D in a vertical direction within a predetermined moving distance from data on a plurality of laser displacement meters and an acceleration sensor. .
According to this aspect, even when the measurement is performed with a test vehicle traveling at a high speed, the step amount of the joint portion 27 can be measured with high accuracy and efficiently.

＜第５態様＞
本態様のＰＣ１２は、外部メモリ８から第１変位データ及び第２変位データを取得し、第１変位データからジョイント部２７の変位が発生した第１時刻ｔ１を特定し、第２変位データからジョイント部２７の変位が発生した第２時刻ｔ２を特定し、第１時刻ｔ１と第２時刻ｔ２との間に存在する振動データをジョイント部２７の振動を表すデータであると判断することを特徴とする。
本態様によれば、第１時刻ｔ１と第２時刻ｔ２との間に存在する振動データをジョイント部２７の振動を表すデータであると判断するので、簡単な構造で確実にジョイント部２７直上の振動データを特定することができる。 <Fifth aspect>
The PC 12 of this embodiment acquires the first displacement data and the second displacement data from the external memory 8, specifies the first time t1 at which the displacement of the joint 27 has occurred from the first displacement data, and determines the joint time from the second displacement data. The second time t2 at which the displacement of the portion 27 occurs is specified, and vibration data existing between the first time t1 and the second time t2 is determined to be data representing the vibration of the joint portion 27. I do.
According to this aspect, since the vibration data existing between the first time t1 and the second time t2 is determined to be the data representing the vibration of the joint 27, it can be surely provided with a simple structure directly above the joint 27. Vibration data can be specified.

＜第６態様＞
本態様のＰＣ１２は、外部メモリ８から第１変位データ及び第２変位データを取得して車両２４の速度を推定して、ジョイント部２７に係る振動データを取得する取得回路３６と、振動データを高速フーリエ変換するＦＦＴ３０と、ＦＦＴ３０により生成されたレベルデータのうち、所定の周波数帯域の第１レベルデータを抽出する抽出回路３２と、を備え、ジョイント部２７に係る健全時の所定の周波数帯域の第２レベルデータと第１レベルデータとを比較して変化率を計算し、この変化率の傾向が特定の傾向を示した場合にジョイント部２７が損傷していることと判定することを特徴とする。
本態様によれば、健全なジョイント部２７に係る振動データのスペクトルと被測定ジョイント部２７に係る振動データのスペクトルとを比較して変化率を計算するので、健全データに対する損傷データの変化率が明確に判定できると共に、この変化率の傾向を明白に判断することができる。 <Sixth aspect>
The PC 12 of this embodiment acquires the first displacement data and the second displacement data from the external memory 8, estimates the speed of the vehicle 24, and acquires an oscillation circuit 36 for acquiring vibration data related to the joint portion 27. An FFT 30 that performs a fast Fourier transform, and an extraction circuit 32 that extracts first level data of a predetermined frequency band from the level data generated by the FFT 30 includes: The rate of change is calculated by comparing the second level data with the first level data, and when the tendency of the rate of change indicates a specific tendency, it is determined that the joint portion 27 is damaged. I do.
According to this aspect, since the change rate is calculated by comparing the spectrum of the vibration data related to the sound joint section 27 with the spectrum of the vibration data related to the measured joint section 27, the change rate of the damage data with respect to the sound data is reduced. In addition to being able to make a clear determination, the tendency of the change rate can be clearly determined.

＜第７態様＞
本態様の構造体変状検知システム２０は、位置情報を取得するＧＰＳレシーバ６を更に備え、ＰＣ１２は、ＧＰＳレシーバ６により取得された位置情報が、予め設定した被測定ジョイント部２７の位置情報に接近した場合、外部メモリ８の記憶動作を開始することを特徴とする。
本態様によれば、予め設定した被測定ジョイント部２７に係る振動データを特定して記憶するので、外部メモリ８の記憶容量を節約することができると共に、自動的に記憶動作を開始することができる。 <Seventh aspect>
The structural deformation detection system 20 of this aspect further includes a GPS receiver 6 for acquiring position information, and the PC 12 converts the position information acquired by the GPS receiver 6 to the preset position information of the joint 27 to be measured. When approaching, the storage operation of the external memory 8 is started.
According to this aspect, since the vibration data relating to the joint 27 to be measured which is set in advance is specified and stored, the storage capacity of the external memory 8 can be saved, and the storage operation can be started automatically. it can.

＜第８態様＞
本態様の車軸振動センサは、速度の変化を計測する加速度センサであり、変位検知センサは物体がある位置から他の位置へ移動したときにその移動量を測定するレーザ変位計であることを特徴とする。
本態様によれば、汎用の計測器を使用することができるので、システム構成が安価に構成できる。 <Eighth aspect>
The axle vibration sensor of this aspect is an acceleration sensor that measures a change in speed, and the displacement detection sensor is a laser displacement meter that measures the amount of movement when an object moves from one position to another position. And
According to this aspect, since a general-purpose measuring instrument can be used, the system configuration can be configured at low cost.

＜第９態様＞
本態様の構造体変状検知方法は、車体１６と、この車体１６の進行方向Ｚに沿った前後位置関係で離間配置された少なくとも２組の車輪対１８ａ、１８ｂを備えた車両２４と、各車輪１８ａ〜１８ｄの車軸２２ａ、２２ｂの振動を検知する加速度センサ２ａ、２ｂと、最前部の車輪対１８ａ、１８ｂの車軸２２ａの前方に相当する車体前部１７、前後の各車輪対の車軸間に相当する車体中間部１９、及び最後部の車輪対の車軸の後方に相当する車体後部２１のうちの何れか二箇所において移動方向Ｚに沿った直線状に配置されて路面の変位を検知する少なくとも２つのレーザ変位計４Ａ、４Ｂと、路面上を車両２４が通過する際に、加速度センサ２ａ、２ｂ、及びレーザ変位計４Ａ、４Ｂにより夫々検知された振動データ、及び変位データを記憶する外部メモリ８と、外部メモリ８から取得した振動データ、及び変位データに基づいて路面のジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出するＰＣ１２と、を備えた構造体変状検知方法であって、ＰＣ１２が、ジョイント部２７を検知した変位データに基づいて当該車両２４の速度を推定する速度推定ステップと、この速度推定ステップによりジョイント部２７に係る振動データを特定する振動データ特定ステップと、この振動データ特定ステップにより特定された特定データに基づいてジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出する算出ステップと、を実行することを特徴とする。
本態様によれば、ＰＣ１２が、ジョイント部２７を検知した変位データに基づいて当該車両２４の速度を推定し、ジョイント部２７に係る振動データを特定し、特定された特定データに基づいてジョイント部２７に係る平坦性及び段差量を算出する。
これにより、高速走行する試験車により測定した場合でも、ジョイント部２７の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定することができる。 <Ninth aspect>
The structure deformation detection method according to the present embodiment includes a vehicle 24 having a vehicle body 16 and at least two pairs of wheel pairs 18a and 18b spaced apart from each other in a front-rear positional relationship along the traveling direction Z of the vehicle body 16; Between acceleration sensors 2a and 2b for detecting vibrations of axles 22a and 22b of wheels 18a to 18d, front body portion 17 corresponding to the front of axle 22a of frontmost wheel pair 18a and 18b, and between axles of front and rear wheel pairs; And a vehicle body rear portion 21 corresponding to the rear of the axle of the rearmost wheel pair, which is disposed linearly along the movement direction Z at any two positions to detect the displacement of the road surface. At least two laser displacement meters 4A and 4B, and vibration data and displacement data respectively detected by the acceleration sensors 2a and 2b and the laser displacement meters 4A and 4B when the vehicle 24 passes on the road surface. An external memory 8 to be stored and a PC 12 for calculating the flatness and the step amount of the joint 27 on the road surface based on the vibration data and the displacement data acquired from the external memory 8 are provided. A speed estimating step in which the PC 12 estimates the speed of the vehicle 24 based on the displacement data detected by the joint 27; and a vibration data specifying step in which the PC 12 specifies vibration data relating to the joint 27 by the speed estimating. A calculating step of calculating the flatness and the step amount of the joint portion 27 based on the specific data specified in the vibration data specifying step.
According to this aspect, the PC 12 estimates the speed of the vehicle 24 based on the displacement data detected at the joint 27, specifies the vibration data related to the joint 27, and determines the joint data based on the specified specific data. Then, the flatness and the step amount according to 27 are calculated.
Thereby, even when the measurement is performed by a test vehicle traveling at a high speed, the position and the amount of the step of the joint portion 27 can be measured with high accuracy and efficiently.

＜第１０態様＞
本態様のプログラムは、請求項９に記載された構造体変状検知方法における各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とする。
本態様によれば、各ステップをプロセッサに実行させることができる。このため、高速走行する試験車により測定した場合でも、ジョイント部２７の位置と段差量を高精度で、且つ効率的に測定することができる。 <Tenth aspect>
A program according to this aspect causes a processor to execute each step in the structure deformation detection method according to claim 9.
According to this aspect, each step can be executed by the processor. Therefore, even when the measurement is performed using a test vehicle that runs at high speed, the position and the amount of the step of the joint portion 27 can be measured with high accuracy and efficiency.

２…加速度センサ、４…レーザ変位計、６…ＧＰＳレシーバ、８…外部メモリ、１０…データロガー、１２…ＰＣ、１６…車体、１８…車輪、２０…構造体変状検知システム、２２…車軸、２４…車両、２７…ジョイント部 2 acceleration sensor, 4 laser displacement gauge, 6 GPS receiver, 8 external memory, 10 data logger, 12 PC, 16 body, 18 wheel, 20 structural deformation detection system, 22 axle , 24 ... vehicle, 27 ... joint part

Claims

A vehicle having a vehicle body and at least two pairs of wheel pairs spaced apart from each other in a front-rear positional relationship along a traveling direction of the vehicle body;
An axle vibration sensor that detects vibration of an axle of each wheel related to the two pairs of wheels ;
A front part of the vehicle body corresponding to the front of the axle of the front wheel pair, a vehicle body middle part corresponding to between the axles of the front and rear wheel pairs, and a rear part of the rear axle of the wheel pair. At least two displacement detection sensors that are disposed linearly along the traveling direction at any two positions of the corresponding vehicle body rear portion and detect displacement of a road surface,
When the vehicle passes on the road surface, the axle vibration sensor, the vibration data respectively detected by the displacement detection sensor, and storage means for storing displacement data,
The vibration data acquired from the storage means, and control means for calculating the flatness and the amount of steps related to the uneven portion of the road surface based on the displacement data,
The displacement detection sensor is disposed at the vehicle body front portion or the vehicle body middle portion and detects first displacement data. The first displacement detection sensor is disposed at the vehicle body middle portion or the vehicle body rear portion and has a second displacement detection sensor. A second displacement detection sensor for detecting data,
The control means obtains the first displacement data and the second displacement data from the storage means, and relates to an axle vibration sensor present in a detection range sandwiched between the first displacement data and the second displacement data. A structure deformation detection system , wherein data is specified as vibration data relating to the non-flat portion, and flatness and a step amount relating to the non-flat portion are calculated based on the specified specific data.

The control means obtains the first displacement data and the second displacement data from the storage means, and shifts the first displacement data by a predetermined amount with respect to a time axis while obtaining a square root of a difference from the second displacement data. The structural body deformation detection system according to claim 1, wherein a sum is calculated, and the speed of the vehicle is estimated based on a shift time when the sum of square roots of the difference is minimized.

The control means extracts three equally-spaced measurement values X1, X2, X3 based on the displacement data relating to the plurality of displacement detection sensors and the vibration data relating to the axle vibration sensor from the storage means. The structural body deformation detection system according to claim 1, wherein the flatness of the section related to the measured values of the three points is calculated on the road surface.

The control means calculates a vertical distance D in a vertical direction within a predetermined moving distance from data relating to the plurality of displacement detection sensors and the axle vibration sensor, thereby obtaining a step amount on a road surface in the section. The structural body deformation detection system according to claim 1 or 2, wherein

The control means obtains the first displacement data and the second displacement data from the storage means, specifies a first time at which the displacement of the non-flat portion has occurred from the first displacement data, and A second time at which the displacement of the non-flat portion occurs is specified from the data, and the vibration data existing between the first time and the second time is determined to be data representing the vibration of the non-flat portion. The structural body deformation detection system according to claim 2, wherein:

The control unit is an acquisition unit that acquires the vibration data related to the identified non-flat portion,
Fast Fourier transform means for fast Fourier transforming the vibration data,
Extracting means for extracting first level data of a predetermined frequency band from the level data generated by the fast Fourier transform means,
When the change rate is calculated by comparing the second level data of the predetermined frequency band and the first level data at the time of soundness relating to the non-flat portion, and when the tendency of the change rate shows a specific tendency, The structural body deformation detection system according to claim 1 , wherein it is determined that the non-flat portion is damaged.

Further comprising a position information measuring means for acquiring position information,
The control unit starts the storage operation of the storage unit when the position information acquired by the position information measurement unit approaches a preset position information of a structure related to the road surface. Item 7. The structure deformation detection system according to any one of Items 1 to 6.

The axle vibration sensor is an acceleration sensor that measures a change in speed, and the displacement detection sensor is a laser displacement meter that measures the amount of movement when an object moves from one position to another position. The structure deformation detection system according to claim 1.

A vehicle having a vehicle body and at least two pairs of wheel pairs spaced apart from each other in a front-rear positional relationship along a traveling direction of the vehicle body;
An axle vibration sensor that detects vibration of an axle of each wheel related to the two pairs of wheels ;
A front part of the vehicle body corresponding to the front of the axle of the front wheel pair, a vehicle body middle part corresponding to between the axles of the front and rear wheel pairs, and a rear part of the rear axle of the wheel pair. At least two displacement detection sensors that are disposed linearly along the traveling direction at any two positions of the corresponding vehicle body rear portion and detect displacement of a road surface,
When the vehicle passes on the road surface, the axle vibration sensor, the vibration data respectively detected by the displacement detection sensor, and storage means for storing displacement data,
The vibration data acquired from the storage means, and control means for calculating the flatness and the step amount related to the uneven portion of the road surface based on the displacement data,
The displacement detection sensor is disposed at the vehicle body front portion or the vehicle body middle portion and detects first displacement data. The first displacement detection sensor is disposed at the vehicle body middle portion or the vehicle body rear portion and has a second displacement detection sensor. A second displacement detection sensor for detecting data, and a structural deformation detection method comprising:
An acquisition step in which the control means acquires the first displacement data and the second displacement data from the storage means; and an axle vibration present in a detection range sandwiched between the first displacement data and the second displacement data. Executing a specifying step of specifying data relating to a sensor as vibration data relating to the non-flat portion, and a calculating step of calculating flatness and a step amount relating to the non-flat portion based on the specified specific data. A structural body deformation detection method characterized by the above-mentioned.

A non-transitory computer-readable storage medium storing a program for causing a processor to execute each step of the structure deformation detection method according to claim 9.