JP7179555B2 - Road surface evaluation device - Google Patents

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本発明は、路面縦断方向形状データを取得して、IRI(国際ラフネス指数)などの路面縦断方向に係る路面評価値を求める路面評価装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface evaluation device that acquires road surface shape data in the longitudinal direction and obtains a road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface such as IRI (International Roughness Index).

路面縦断方向に係る路面評価値のひとつに国際ラフネス指数(IRI:International Roughness Index)がある(以下、IRIという)。IRIは、路面の凹凸に関する評価指数である One of the road surface evaluation values relating to the longitudinal direction of the road surface is the International Roughness Index (IRI) (hereinafter referred to as IRI). IRI is an evaluation index for road surface unevenness

IRIは、路面性状測定車に搭載された路面縦断形状測定機器により路面縦断方向形状データを測定し、測定された路面縦断方向形状データに基づいて、クォーターカーシミュレーションにより求められる。クォーターカーシミュレーションとは、2軸4輪の車両の1輪だけを取り出して抽象化したクォーターカーモデルを用いたシミュレーションのことである。 The IRI is determined by quarter car simulation based on the longitudinal road surface shape data measured by a road surface longitudinal shape measuring device mounted on a road surface condition measuring vehicle. A quarter car simulation is a simulation using a quarter car model that is abstracted by extracting only one wheel from a two-axle, four-wheel vehicle.

路面縦断形状測定機器は、例えば、レーザ変位計と加速度計により構成される。レーザ変位計では路面高が測定される。加速度計では上下方向の振動加速度が測定される。そして測定された路面高と振動加速度の積分値に基づいて、路面縦断方向に沿って車両が走行するときの車両自体の上下動を相殺して、レーザ変位計の搭載位置に対応する路面の縦断方向形状(縦断方向各位置の路面高さ)が求められる。 A road profile measuring device is composed of, for example, a laser displacement meter and an accelerometer. A laser displacement meter measures the road surface height. The accelerometer measures vertical vibration acceleration. Then, based on the integral value of the measured road surface height and vibration acceleration, the vertical movement of the vehicle itself when traveling along the road surface direction is offset, and the longitudinal road surface corresponding to the mounting position of the laser displacement sensor is detected. The directional shape (road surface height at each position in the longitudinal direction) is obtained.

一方で、路面性状測定車には、路面横断方向各位置の高さを測定する路面横断方向高さ測定機器が搭載されることがある。 On the other hand, some road surface condition measuring vehicles are equipped with cross-road height measuring devices for measuring the height of each position in the cross-road direction.

路面横断方向高さ測定機器は、路面横断方向に係る路面評価値、例えばわだち掘れ量を求めるために用いられる。 A cross-road height measuring device is used to determine a road surface evaluation value in the cross-road direction, such as the amount of rutting.

特許文献1(特開平10-288516号公報)には、スキャナにより測定された路面の横断方向形状データとしての光照射ラインを用い、加工して、路面縦断方向形状データとしての縦断ラインを取得し、路面の凹凸プロフィールを3次元的に計測するという発明が記載されている。 In Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-288516), a light irradiation line as cross-direction shape data of a road surface measured by a scanner is used and processed to obtain a longitudinal line as road surface longitudinal shape data. , describes an invention for three-dimensionally measuring the unevenness profile of a road surface.

特許文献2(特開平7-98222号公報)には、5個の垂直変位計により測定された路面の横断方向形状データとしての路面横断凹凸量を用い、加工して、路面縦断凹凸の平坦性を求めるという発明が記載されている。 In Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-98222), the amount of road surface crossing unevenness measured by five vertical displacement gauges is used as the shape data in the cross direction of the road surface, and processed to obtain the flatness of the road surface longitudinal unevenness. An invention that seeks is described.

特開平10-288516号公報JP-A-10-288516 特開平7-98222号公報JP-A-7-98222

路面縦断方向に係る路面評価値であるIRIを求めるためには、路面性状測定車に、路面横断方向高さ測定機器とは別に、路面縦断方向形状データ取得専用の路面縦断形状測定機器を搭載する必要がある。 In order to obtain the IRI, which is the road surface evaluation value related to the longitudinal direction of the road surface, the road surface condition measuring vehicle is equipped with a longitudinal road profile measuring device dedicated to acquiring road profile data in the longitudinal direction, in addition to the height measuring device in the transverse direction. There is a need.

また従来の専用の路面縦断形状測定機器では、レーザ変位計の搭載位置に対応した特定の横断位置の路面縦断形状データしか取得することができない。 In addition, the conventional road surface longitudinal profile measuring equipment can only acquire road surface longitudinal profile data at a specific crossing position corresponding to the mounting position of the laser displacement gauge.

そこで、本発明は、IRIなどの路面縦断方向に係る路面評価値を求めるに際して、必要となる路面縦断方向形状データの取得を、専用の路面縦断形状測定機器を要することなく、路面横断方向高さ測定機器だけで可能とすることを課題とする。また任意の所望する路面横断方向位置における路面縦断方向形状データを取得できるようにすることを課題とする。 Therefore, in the present invention, when obtaining road surface evaluation values in the longitudinal direction of the road surface such as IRI, the required road surface longitudinal shape data can be obtained without using a dedicated road surface longitudinal shape measuring device. The object is to make it possible only with measuring equipment. Another object of the present invention is to enable acquisition of shape data in the longitudinal direction of the road surface at any desired position in the lateral direction of the road surface.

本発明の第1の態様は、車両に設けられ、路面横断方向各位置の高さを測定する路面横断方向高さ測定部と、前記車両の路面縦断方向の走行位置と前記路面横断方向高さ測定部で測定された路面横断方向各位置の高さとに基づいて、路面縦断方向の各位置に対応づけて路面横断方向各位置の高さデータを生成する路面横断方向高さデータ生成部と、前記路面横断方向高さデータ生成部で生成された路面縦断方向の各位置に対応づけられた路面横断方向各位置の高さデータを、路面横断方向の両側端位置における路面縦断方向形状が直線であるとみなして補正する路面横断方向高さデータ補正部と、前記路面横断方向高さデータ補正部で補正された路面縦断方向の各位置に対応づけられた路面横断方向各位置の補正高さデータに基づいて、所望の路面横断方向位置における路面縦断方向形状データを生成する路面縦断方向形状データ生成部と、前記路面縦断方向形状データ生成部で生成された前記所望の路面横断方向位置における路面縦断方向形状データを用いて、路面縦断方向に係る路面評価値を計測する路面評価値計測部と、を備えた路面評価装置である。 According to a first aspect of the present invention, a vehicle is provided with a road-crossing direction height measuring unit that measures the height of each position in the road-crossing direction; a road surface crossing direction height data generation unit that generates height data for each position in the road surface crossing direction in association with each position in the road surface crossing direction based on the height at each position in the road surface crossing direction measured by the measuring unit; The height data at each position in the road crossing direction corresponding to each position in the road crossing direction generated by the road crossing direction height data generation unit is obtained by obtaining the height data at each position in the road crossing direction as a straight line at both end positions in the road crossing direction. A correction unit for correcting height data in the cross-road direction, which is assumed to exist, and correction height data for each position in the cross-road direction associated with each position in the cross-road direction height data corrected by the above-mentioned correction unit for height data in the cross-road direction a road surface longitudinal shape data generation unit for generating road surface longitudinal shape data at a desired road surface transverse direction position based on; and a road surface evaluation value measuring unit that measures a road surface evaluation value related to the longitudinal direction of the road surface using directional shape data.

本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記路面縦断方向に係る路面評価値は、IRI(国際ラフネス指数)である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the road surface evaluation value relating to the longitudinal direction of the road surface is an IRI (International Roughness Index).

本発明の第3の態様は、第1の態様において、前記路面縦断方向に係る路面評価値は、平坦性である。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface is flatness.

本発明の第1の態様によれば、車両に、専用の路面縦断形状測定機器を搭載することなく、路面横断方向高さ測定機器を搭載するだけで、路面縦断方向形状データを取得することができる。また任意の所望する路面横断方向位置における路面縦断方向形状データを取得することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to acquire road surface shape data in the longitudinal direction only by installing a road surface transverse direction height measuring device in a vehicle without installing a dedicated road surface longitudinal shape measuring device. can. In addition, it is possible to obtain shape data in the longitudinal direction of the road surface at any desired position in the lateral direction of the road surface.

本発明の第2の態様によれば、任意の所望する路面横断方向位置に対応する路面縦断方向形状のIRI(国際ラフネス指数)を求めることができる。 According to the second aspect of the present invention, the IRI (International Roughness Index) of the longitudinal shape of the road surface corresponding to any desired transverse road position can be obtained.

本発明の第3の態様によれば、任意の所望する路面横断方向位置に対応する路面縦断方向形状の平坦性を求めることができる。 According to the third aspect of the present invention, the flatness of the shape in the longitudinal direction of the road surface corresponding to any desired position in the lateral direction of the road surface can be determined.

図1は、路面評価装置を示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing a road surface evaluation device. 図2は、路面評価装置の一部の構成要素が組み込まれた車両の側面図である。FIG. 2 is a side view of a vehicle incorporating some of the components of the road surface evaluation device. 図3は、実施形態に適用される光切断法を説明する斜視図である。FIG. 3 is a perspective view explaining the light section method applied to the embodiment. 図4は、路面の横断方向各位置の高さのデータを例示するグラフである。FIG. 4 is a graph illustrating height data at each position in the transverse direction of the road surface. 図5は、わだち掘れ量、代表わだち掘れ量、局所沈下量を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the amount of rutting, the amount of typical rutting, and the amount of local subsidence. 図6は、路面縦断方向の各位置に対応づけて路面横断方向各位置の高さデータを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing height data at each position in the road crossing direction in association with each position in the road longitudinal direction. 図7は、路面横断方向高さデータ補正部で行われる処理を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the processing performed by the road crossing direction height data correcting unit. 図8は、クォーターカーモデルの運動を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the motion of the quarter car model. 図9は、計測したIRIについて実施例と比較例とを対比する図である。FIG. 9 is a diagram comparing the measured IRI between the example and the comparative example. 図10は、計測したIRIについて実施例と比較例とを対比する図である。FIG. 10 is a diagram comparing the measured IRI between the example and the comparative example. 図11は、計測したIRIについて実施例と比較例とを対比する図である。FIG. 11 is a diagram comparing the measured IRI between the example and the comparative example. 図11は、計測したIRIについて実施例と比較例とを対比する図である。FIG. 11 is a diagram comparing the measured IRI between the example and the comparative example.

以下、図面を参照して本発明に係る路面評価装置の実施の形態について説明する。 An embodiment of a road surface evaluation device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(路面評価装置の構成) (Configuration of road surface evaluation device)

図1は、路面評価装置100を示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram showing a road surface evaluation device 100. As shown in FIG.

図2は、路面評価装置100の一部の構成要素が組み込まれた車両10の側面図である。 FIG. 2 is a side view of the vehicle 10 incorporating some of the components of the road surface evaluation system 100. As shown in FIG.

路面評価装置100は、車両10に設けられた路面横断方向高さ測定部11および走行位置測定部12と、車両10の外部に設けられた各機能部とから構成される。車両10の外部に設けられた各機能部は、制御部39と、路面横断方向高さデータ生成部31と、路面横断方向高さデータ補正部32と、路面縦断方向形状データ生成部33と、路面評価値計測部34とで構成される。制御部39、路面横断方向高さデータ生成部31、路面横断方向高さデータ補正部32、路面縦断方向形状データ生成部33、路面評価値計測部34は、パーソナルコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアで構成される。 The road surface evaluation device 100 includes a cross-road surface height measuring unit 11 and a traveling position measuring unit 12 provided in the vehicle 10 and functional units provided outside the vehicle 10 . Each functional unit provided outside the vehicle 10 includes a control unit 39, a road surface crossing direction height data generation unit 31, a road surface crossing direction height data correction unit 32, a road surface longitudinal direction shape data generation unit 33, It is composed of a road surface evaluation value measurement unit 34 . The control unit 39, the cross-road direction height data generation unit 31, the cross-road direction height data correction unit 32, the road surface longitudinal direction shape data generation unit 33, and the road surface evaluation value measurement unit 34 are composed of hardware and software of a personal computer. be done.

制御部39は、上記パーソナルコンピュータ内で行われる各処理を制御する。 The control unit 39 controls each process performed in the personal computer.

車両10に設けられた路面横断方向高さ測定部11で測定されたデータおよび走行位置測定部12で測定されたデータは、記憶媒体を介して、あるいはインターネットなどの情報通信手段を介して、上記パーソナルコンピュータに取り込まれる。なお、制御部39、路面横断方向高さデータ生成部31、路面横断方向高さデータ補正部32、路面縦断方向形状データ生成部33、路面評価値計測部34の一部あるいはすべてを車両10に搭載する実施形態も可能である。 The data measured by the road crossing direction height measurement unit 11 and the data measured by the traveling position measurement unit 12 provided in the vehicle 10 are transmitted to the above-mentioned data via a storage medium or information communication means such as the Internet. Imported into a personal computer. A part or all of the control unit 39, the cross-road direction height data generation unit 31, the cross-road direction height data correction unit 32, the road surface longitudinal shape data generation unit 33, and the road surface evaluation value measurement unit 34 may be incorporated into the vehicle 10. Mounted embodiments are also possible.

路面横断方向高さ測定部11は、舗装路面の横断方向各位置の高さを測定する。舗装路面の横断方向各位置の高さは、光切断法を用いて取得される。 The road surface transverse direction height measuring unit 11 measures the height of each position in the transverse direction of the paved road surface. The height of each position in the transverse direction of the paved road surface is obtained using the light section method.

図3は実施形態に適用される光切断法を説明する斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view explaining the light section method applied to the embodiment.

図2と図3を併せて説明する。 2 and 3 will be described together.

路面横断方向高さ測定部11は、スリットレーザ発振器13と、エリアカメラ14とを含んで構成される。スリットレーザ発振器13と、エリアカメラ14は、車両10の屋上の後方に取り付けられている。 The road surface crossing direction height measuring unit 11 includes a slit laser oscillator 13 and an area camera 14 . A slit laser oscillator 13 and an area camera 14 are attached to the rear of the roof of the vehicle 10 .

スリットレーザ発振器13は、スリットレーザ21を発振する。スリットレーザ発振器13は、車両10の進行方向22に対して直交する路面の横断方向23に平行となるスリット状のスリットレーザ21を、路面に対して垂直に上方から照射できるように車両10に取り付けられている。路面上には、スリットレーザ21の照射によって、路面の横断方向23に平行な線状のマーカ24が形成される。 A slit laser oscillator 13 oscillates a slit laser 21 . The slit laser oscillator 13 is attached to the vehicle 10 so as to irradiate the slit laser 21 parallel to the crossing direction 23 of the road surface perpendicular to the traveling direction 22 of the vehicle 10 from above perpendicularly to the road surface. It is A linear marker 24 parallel to a transverse direction 23 of the road surface is formed on the road surface by irradiation of the slit laser 21 .

エリアカメラ14は、線状のマーカ24が撮影エリア25内に収まるように、路面に対して斜めな方向から撮影できるように車両10に取り付けられている。 The area camera 14 is attached to the vehicle 10 so that the linear marker 24 can be captured within the capturing area 25 and can be captured from an oblique direction with respect to the road surface.

したがって光切断法の原理にしたがい、エリアカメラ14は、路面の横断方向に沿って路面が平坦であれば、線状のマーカ24を直線として撮影し、路面の横断方向に沿って路面に凹凸があれば、線状のマーカ24を凹凸がある歪んだものとして撮影する。 Therefore, according to the principle of the light section method, if the road surface is flat in the transverse direction of the road surface, the area camera 14 photographs the linear marker 24 as a straight line. If there is, the linear marker 24 is imaged as a distorted object with unevenness.

エリアカメラ14は、輝度情報を取得することができる。取得された輝度情報は、路面の領域の判別などに用いられる。 The area camera 14 can acquire luminance information. The acquired luminance information is used for determining the area of the road surface.

路面横断方向高さ測定部11は、線状のマーカ24を撮影したデータに基づいて舗装路面の横断方向各位置の高さを測定する。 The road surface crossing direction height measuring unit 11 measures the height of each position in the crossing direction of the paved road surface based on the data obtained by photographing the linear marker 24 .

走行位置測定部12は、たとえばGPS(グローバル・ポジショニング・システム)と、車速センサとから構成され、車両10の路面縦断方向の走行位置データを測定する。 The traveling position measuring unit 12 is composed of, for example, a GPS (Global Positioning System) and a vehicle speed sensor, and measures the traveling position data of the vehicle 10 in the longitudinal direction of the road surface.

路面横断方向高さデータ生成部31は、車両10の路面縦断方向の走行位置と路面横断方向高さ測定部11で測定された路面横断方向各位置の高さとに基づいて、路面縦断方向の各位置に対応づけて路面横断方向各位置の高さデータを生成する。 The road surface crossing direction height data generation unit 31 calculates each road surface crossing direction height data based on the traveling position of the vehicle 10 in the road surface crossing direction and the height of each position in the road surface crossing direction measured by the road surface crossing direction height measurement unit 11. Height data for each position in the road crossing direction is generated in association with the position.

図6に示すように、車両10が縦断方向に所定距離だけ走行する毎に、所定距離ずつ離間した路面横断方向各位置の高さデータC1、C2、C3…CNが逐次測定される。路面横断方向各位置の高さデータC1、C2、C3…CNはそれぞれ、路面横断方向の各位置P1、P2、P3…PD…PMに対応づけられた路面高さのデータから構成されている。路面横断方向各位置の高さデータC1、C2、C3…CNはそれぞれ、路面縦断方向の各位置Q1、Q2、Q3…QNに対応づけられる。 As shown in FIG. 6, each time the vehicle 10 travels a predetermined distance in the longitudinal direction, height data C1, C2, C3, . The height data C1, C2, C3, . The height data C1, C2, C3, .

図4は、路面の横断方向各位置の高さのデータを例示するグラフである。たとえば、路面の横断方向の高さの平均値を基準高さとして0mmに設定する。図4のグラフでは、例えば、70mmを基準高さ0mmとする。 FIG. 4 is a graph illustrating height data at each position in the transverse direction of the road surface. For example, the average height of the road surface in the transverse direction is set to 0 mm as the reference height. In the graph of FIG. 4, for example, 70 mm is the reference height of 0 mm.

図5は、わだち掘れ量、代表わだち掘れ量、局所沈下量を説明する図である。図5において実線は、評価地点における路面横断方向の路面形状を示している。図5において破線は、評価地点から前後10mの路面縦断区間における路面横断方向の代表路面形状を示している。 FIG. 5 is a diagram for explaining the amount of rutting, the amount of typical rutting, and the amount of local subsidence. In FIG. 5, the solid line indicates the shape of the road surface in the cross-road direction at the evaluation point. In FIG. 5, the dashed line indicates the representative road surface shape in the cross-road direction in the road surface longitudinal section 10 m forward and backward from the evaluation point.

局所沈下量は、評価地点のわだち掘れ量を代表わだち掘れ量から差分した局所的な相対わだち掘れ量として定義される。代表わだち掘れ量として、例えば評価地点から前後10mの路面縦断区間におけるわだち掘れ量の中央値を採用することができる。 The local settlement amount is defined as a local relative rutting amount obtained by subtracting the rutting amount at the evaluation point from the representative rutting amount. As the representative rutting amount, for example, the median value of the rutting amount in a longitudinal section of the road surface 10 m before and after the evaluation point can be used.

以上のように、路面横断方向高さ測定部11を用いて、路面横断方向に係る路面評価値として、わだち掘れ量、代表わだち掘れ量、局所沈下量が求められる。 As described above, the rutting amount, the representative rutting amount, and the local subsidence amount are obtained as road surface evaluation values in the road surface transverse direction using the road surface transverse direction height measuring unit 11 .

図7は、路面横断方向高さデータ補正部32で行われる処理を説明する図である。図6と対比して説明する。 FIG. 7 is a diagram for explaining the processing performed by the road crossing direction height data correction unit 32. As shown in FIG. This will be described in comparison with FIG.

図6に示すように、路面横断方向高さデータ生成部31で生成された路面横断方向各位置の高さデータC1、C2、C3…CNの同一横断方向位置(たとえばPD)を結んだ路面縦断方向形状LD´は、車両10自体の上下動の揺れを含んでいる。 As shown in FIG. 6, a longitudinal road surface connecting height data C1, C2, C3, . . . The directional shape LD' includes the vertical motion of the vehicle 10 itself.

そこで、図7に示すように、路面横断方向の両側端位置P1、PMにおけるそれぞれの路面縦断方向形状L1´、LM´を直線であるとみなす補正を行う。すなわち路面横断方向の左側端位置P1における路面縦断方向各位置Q1、Q2、Q3…QNの各路面高さを同じ基準高さ0mmとする。また、路面横断方向の右側端位置PMにおける路面縦断方向各位置Q1、Q2、Q3…QNの各路面高さを同じ基準高さ0mmとする。これにより路面横断方向各位置の高さデータC1、C2、C3…CNをそれぞれ、路面横断方向各位置の補正高さデータC1´、C2´、C3´…CN´に補正する。 Therefore, as shown in FIG. 7, a correction is performed by regarding the road surface vertical shapes L1' and LM' at both side end positions P1 and PM in the road crossing direction as straight lines. That is, the road surface heights of the positions Q1, Q2, Q3, . Further, the road surface heights of the positions Q1, Q2, Q3, . Thus, the height data C1, C2, C3, .

このように補正したのは、通常、舗装路面は、車両が走行する箇所が損傷し、車両が走行しない箇所、つまり路面横断方向の左右側端位置P1、PMは損傷しないとみなすことができるからである。この補正によって路面縦断方向の勾配は考慮されなくなるが、IRIを計測することには影響しない。ここで、路面横断方向の左右側端位置P1、PMとは、実際の道路で白線が引かれた位置に対応する。 The reason why the correction is made in this way is that it can be assumed that the paved road surface is normally damaged where the vehicle travels and that the left and right side end positions P1 and PM in the road crossing direction are not damaged where the vehicle does not travel. is. Although this correction eliminates the consideration of the longitudinal gradient, it does not affect the measurement of the IRI. Here, the left and right side end positions P1 and PM in the road crossing direction correspond to the positions where the white lines are drawn on the actual road.

これにより路面横断方向各位置の補正高さデータC1´、C2´、C3´…CN´の同一横断方向位置(たとえばPD)を結んだ路面縦断方向形状LD´は、車両10自体の上下動の揺れを含まないものとなる。 As a result, the shape LD' in the longitudinal direction of the road surface connecting the same transverse direction positions (for example, PD) of the corrected height data C1', C2', C3', . . . It does not include shaking.

路面縦断方向形状データ生成部33では、路面横断方向各位置の補正高さデータC1´、C2´、C3´…CN´上の同一横断方向位置P1、P2、P3…PD…PMを結んだ路面縦断方向形状L1、L2、L3…LD…LMが、各横断方向位置P1、P2、P3…PD…PM毎に生成される。したがって任意の所望する路面横断方向位置(たとえばPD)における路面縦断方向形状データLDを取得することができる。 In the road surface longitudinal direction shape data generation unit 33, the road surface connecting the same transverse direction positions P1, P2, P3 . . . PD . A longitudinal shape L1, L2, L3...LD...LM is generated for each transverse position P1, P2, P3...PD...PM. Therefore, it is possible to acquire the road surface longitudinal direction shape data LD at any desired road surface transverse direction position (for example, PD).

路面評価値計測部34では、路面縦断方向形状データ生成部33で生成された所望の路面横断方向位置(たとえばPD)における路面縦断方向形状データLDを用いて、路面縦断方向に係る路面評価値としてのIRIが計測される。 The road surface evaluation value measurement unit 34 uses the road surface longitudinal shape data LD at a desired road surface transverse direction position (for example, PD) generated by the road surface longitudinal shape data generation unit 33 to obtain a road surface evaluation value related to the road surface longitudinal direction. is measured.

IRIは、図8に示すように、2軸4輪の自動車の一輪だけを取り出した仮想車両モデルであるクォーターカーモデル50の運動によって求められる。 As shown in FIG. 8, the IRI is determined by the motion of a quarter car model 50, which is a virtual vehicle model in which only one wheel of a two-axle, four-wheel automobile is taken out.

IRI(mm/m)は、クォーターカーモデル50が路面縦断方向形状データLDに対応する仮想の路面を走行させるシミュレーションによって求められる。 IRI (mm/m) is obtained by a simulation in which the quarter car model 50 runs on a virtual road surface corresponding to the road longitudinal shape data LD.

IRI(mm/m)は、クォーターカーモデル50が規定の車速(80km/h)で走行した際のバネ上質量msとバネ下質量muとの相対運動変位量の総和である累積運動変位量Σを評価長Lで除して基準化することで得られる。したがってIRI(mm/m)は、 IRI (mm/m) is the cumulative motion displacement amount Σ which is the sum of the relative motion displacement amounts of the sprung mass ms and the unsprung mass mu when the quarter car model 50 runs at a specified vehicle speed (80 km/h). is divided by the evaluation length L and standardized. Therefore, IRI (mm/m) is

IRI(mm/m)=Σ/L IRI (mm/m) = Σ/L

で定義される。 defined by

(実施例) (Example)

以下、上述した本実施形態で得られた路面縦断方向形状データLDを用いて計測されたIRI(mm/m)の値(実施例)と、専用の路面縦断形状測定機器により測定された路面縦断方向形状データLDを用いて計測されたIRI(mm/m)の値(比較例)とを対比する。ここで、路面縦断方向形状データLDは、外側線から55cm離れた路面横断方向位置における路面縦断方向形状データである。 Below, the value of IRI (mm/m) measured using the road surface longitudinal shape data LD obtained in the above-described embodiment (example) and the road surface longitudinal shape measured by a dedicated road surface longitudinal shape measuring instrument The value of IRI (mm/m) measured using the directional shape data LD (comparative example) is compared. Here, the road surface vertical shape data LD is the road surface vertical shape data at a road surface transverse direction position 55 cm away from the outer line.

図9は、評価長Lを10mとして、舗装道路上の所定の区間KPにおいて、評価長L(10m)毎にIRI(mm/m)を測定した結果を示す。図9は、実施例(横軸に予測値として示す)と比較例(縦軸に実測値として示す)とを対比して示す。 FIG. 9 shows the results of measuring IRI (mm/m) for each evaluation length L (10 m) in a predetermined section KP on the paved road, with the evaluation length L set to 10 m. FIG. 9 compares an example (predicted values on the horizontal axis) and a comparative example (measured values on the vertical axis).

図9には、14kmの区間において測定した1400個のIRI(mm/m)を各座標値としてプロットしており、それら各座標値の回帰式を直線で示している。決定係数R2は0.5622となった。図9から、実施例の予測値が比較例の実測値よりも過大になる傾向はあるものの、実施例のIRI(mm/m)の値は、比較例のIRI(mm/m)の値にほぼ一致しており、正確に路面評価値としてのIRIを計測できることがわかる。 In FIG. 9, 1400 IRIs (mm/m) measured in a 14 km section are plotted as each coordinate value, and the regression equation of each coordinate value is shown by a straight line. The coefficient of determination R2 was 0.5622. From FIG. 9, although the predicted values of the examples tend to be larger than the measured values of the comparative examples, the IRI (mm/m) values of the examples are similar to the IRI (mm/m) values of the comparative examples. They are almost the same, and it can be seen that the IRI can be accurately measured as a road surface evaluation value.

図10は、評価長Lを20mとして、舗装道路上の所定の区間KPにおいて、評価長L(20m)毎にIRI(mm/m)を測定した結果を示す。図10は、実施例(横軸に予測値として示す)と比較例(縦軸に実測値として示す)とを対比して示す。 FIG. 10 shows the results of measuring IRI (mm/m) for each evaluation length L (20 m) in a predetermined section KP on the paved road, with the evaluation length L set to 20 m. FIG. 10 compares an example (predicted values on the horizontal axis) and a comparative example (measured values on the vertical axis).

図10には、14kmの区間において測定した700個のIRI(mm/m)を各座標値としてプロットしており、それら各座標値の回帰式を直線で示している。決定係数R2は0.6876となった。図10から、実施例の予測値が比較例の実測値よりも過大になる傾向はあるものの、実施例のIRI(mm/m)の値は、比較例のIRI(mm/m)の値にほぼ一致しており、正確に路面評価値としてのIRIを計測できることがわかる。 In FIG. 10, 700 IRIs (mm/m) measured in a section of 14 km are plotted as each coordinate value, and the regression equation of each coordinate value is shown by a straight line. The coefficient of determination R2 was 0.6876. From FIG. 10, although the predicted value of the example tends to be larger than the measured value of the comparative example, the IRI (mm/m) value of the example is similar to the IRI (mm/m) value of the comparative example. They are almost the same, and it can be seen that the IRI can be accurately measured as a road surface evaluation value.

図11は、評価長Lを200mとして、舗装道路上の所定の区間KPにおいて、評価長L(200m)毎にIRI(mm/m)を測定した結果を示す。図11は、実施例(横軸に予測値として示す)と比較例(縦軸に実測値として示す)とを対比して示す。 FIG. 11 shows the results of measuring IRI (mm/m) for each evaluation length L (200 m) in a predetermined section KP on the paved road, with the evaluation length L set to 200 m. FIG. 11 compares an example (predicted values on the horizontal axis) and a comparative example (measured values on the vertical axis).

図11には、14kmの区間において測定した70個のIRI(mm/m)を各座標値としてプロットしており、それら各座標値の回帰式を直線で示している。決定係数R2は0.5206となった。図11から、実施例のIRI(mm/m)の値が過大になることなく実施例のIRI(mm/m)の値は、比較例のIRI(mm/m)の値に一致していることがわかる。実施例のIRI(mm/m)の値と、比較例のIRI(mm/m)の値との間に相関があり、実施例によって正確に路面評価値としてのIRIを計測できることがわかる。 In FIG. 11, 70 IRIs (mm/m) measured in a section of 14 km are plotted as each coordinate value, and the regression equation of each coordinate value is shown by a straight line. The coefficient of determination R2 was 0.5206. From FIG. 11, the IRI (mm/m) value of the example matches the IRI (mm/m) value of the comparative example without becoming excessively large. I understand. There is a correlation between the IRI (mm/m) value of the example and the IRI (mm/m) value of the comparative example.

図12は、評価長Lを10mとして、舗装道路上の所定の区間KPにおいて、評価長L(10m)毎にIRI(mm/m)を測定した結果を示す。ただし、IRI(mm/m)の値は、測定地点前後100mの移動平均値を用いている。図12は、実施例(横軸に予測値として示す)と比較例(縦軸に実測値として示す)とを対比して示す。 FIG. 12 shows the results of measuring IRI (mm/m) for each evaluation length L (10 m) in a predetermined section KP on the paved road, with the evaluation length L set to 10 m. However, the value of IRI (mm/m) uses a moving average value of 100 m before and after the measurement point. FIG. 12 compares an example (predicted values on the horizontal axis) and a comparative example (measured values on the vertical axis).

図12には、14kmの区間において測定した1400個のIRI(mm/m)を各座標値としてプロットしており、それら各座標値の回帰式を直線で示している。決定係数R2は0.8998となった。図12から、実施例のIRI(mm/m)の値が過大になることなく実施例のIRI(mm/m)の値は、比較例のIRI(mm/m)の値に一致していることがわかる。実施例のIRI(mm/m)の値と、比較例のIRI(mm/m)の値との間に高い相関があり、実施例によって正確に路面評価値としてのIRIを計測できることがわかる。 In FIG. 12, 1400 IRIs (mm/m) measured in a 14 km section are plotted as each coordinate value, and the regression equation of each coordinate value is shown by a straight line. The coefficient of determination R2 was 0.8998. From FIG. 12, the IRI (mm/m) value of the example matches the IRI (mm/m) value of the comparative example without becoming excessively large. I understand. There is a high correlation between the IRI (mm/m) value of the example and the IRI (mm/m) value of the comparative example.

実施態様では、路面縦断方向形状データ取得専用の路面縦断形状測定機器を車両10に搭載することなく、路面横断方向高さ測定部11を用いて、路面縦断方向に係る路面評価値であるIRIを求めることができる。また任意の所望する路面横断方向位置に対応する路面縦断方向形状のIRIを求めることができる。 In the embodiment, the IRI, which is the road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface, is obtained using the road surface transverse direction height measurement unit 11 without installing a road surface longitudinal shape measuring device dedicated to acquiring road surface longitudinal shape data in the vehicle 10. can ask. Further, the IRI of the shape in the longitudinal direction of the road surface corresponding to any desired position in the lateral direction of the road surface can be obtained.

実施態様では、路面縦断方向に係る路面評価値としてIRIを求めるようにしているが、路面縦断方向に係る路面評価値として、路面縦断方向形状の平坦性を求める実施形態も可能である。 In the embodiment, the IRI is obtained as the road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface, but it is also possible to obtain the flatness of the shape in the longitudinal direction of the road surface as the road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface.

10 車両
11 路面横断方向高さ測定部
12 走行位置測定部
31 路面横断方向高さデータ生成部
32 路面横断方向高さデータ補正部
33 路面縦断方向形状データ生成部
34 路面評価値計測部
39 制御部
100 路面評価装置
10 Vehicle 11 Cross-road direction height measurement unit 12 Traveling position measurement unit 31 Road-crossing direction height data generation unit 32 Road-crossing direction height data correction unit 33 Road surface longitudinal direction shape data generation unit 34 Road surface evaluation value measurement unit 39 Control unit 100 Road surface evaluation device

Claims (3)

車両に設けられ、路面横断方向各位置の高さを測定する路面横断方向高さ測定部と、
前記車両の路面縦断方向の走行位置と前記路面横断方向高さ測定部で測定された路面横断方向各位置の高さとに基づいて、路面縦断方向の各位置に対応づけて路面横断方向各位置の高さデータを生成する路面横断方向高さデータ生成部と、
前記路面横断方向高さデータ生成部で生成された路面縦断方向の各位置に対応づけられた路面横断方向各位置の高さデータを、路面横断方向の両側端位置における路面縦断方向各位置の各路面高さが同じ基準高さであるとみなして補正する路面横断方向高さデータ補正部と、
前記路面横断方向高さデータ補正部で補正された路面縦断方向の各位置に対応づけられた路面横断方向各位置の補正高さデータに基づいて、所望の路面横断方向位置における路面縦断方向形状データを生成する路面縦断方向形状データ生成部と、
前記路面縦断方向形状データ生成部で生成された前記所望の路面横断方向位置における路面縦断方向形状データを用いて、路面縦断方向に係る路面評価値を計測する路面評価値計測部と、
を備えた路面評価装置。
A road crossing direction height measuring unit provided in the vehicle and measuring the height of each position in the road crossing direction;
Based on the running position of the vehicle in the road surface longitudinal direction and the height of each position in the road surface transverse direction measured by the road surface transverse direction height measuring unit, each position in the road surface longitudinal direction is associated with each position in the road surface transverse direction. a road surface cross direction height data generation unit for generating height data;
The height data at each position in the road crossing direction corresponding to each position in the road crossing direction generated by the road crossing direction height data generation unit is converted to each position at each position in the road crossing direction at both side end positions in the road crossing direction. a road crossing direction height data correcting unit that corrects the road surface height assuming that the road surface height is the same reference height ;
Road surface longitudinal shape data at a desired position in the road surface transverse direction based on corrected height data for each position in the road surface transverse direction corresponding to each position in the road surface longitudinal direction corrected by the road surface transverse direction height data correcting unit. A road surface longitudinal direction shape data generation unit that generates
a road surface evaluation value measuring unit that measures a road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface using the road surface longitudinal shape data generated by the road surface longitudinal shape data generating unit at the desired cross-road direction position;
Road surface evaluation device with.
前記路面縦断方向に係る路面評価値は、IRI(国際ラフネス指数)である請求項1に記載の路面評価装置。 2. The road surface evaluation device according to claim 1, wherein the road surface evaluation value for the longitudinal direction of the road surface is an IRI (International Roughness Index). 前記路面縦断方向に係る路面評価値は、平坦性である請求項1に記載の路面評価装置。
2. The road surface evaluation device according to claim 1, wherein the road surface evaluation value in the longitudinal direction of the road surface is flatness.
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