JP7294444B2 - 車両重量推定装置、車両重量推定方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両の重量を推定する車両重量推定装置、車両重量推定方法に関し、更には、これらを実現するためのプログラムに関する。

規定重量以上の貨物を積んだ車両（過積載車両）は、事故の原因となるとともに、橋梁などの構造物の劣化の原因となる。そこで、車両の重量を推定する技術が提案されている。

関連する技術として特許文献１には、ＷＩＭ（Weigh-In-Motion）システムを用いた車両の重量を算出する技術が開示されている。特許文献１に記載のＷＩＭシステムは、影響線データを用いて求められた変位と、センサを用いて測定された変位との誤差が小さくなるように、最小二乗法などの数学的手法を用いて、車軸の重量（軸重）を推定し、推定した軸重の総和を車両の重量とすることが開示されている。

特開２０１８－０６６６３７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術を用いても、橋梁の構造によっては重量を推定できない場合がある。理由は、車両が橋梁を通過しても、たわみにくい橋梁があるためである。例えば、コンクリート桁橋などの剛性が大きい橋梁は、たわみが小さいので、振動に含まれるノイズが小さくなるため、振動からノイズを分離できず、車両の重量を精度よく推定できないことがある。

本発明の目的の一例は、構造物を通過する車両の重量を精度よく推定することができる車両重量推定装置、車両重量推定方法、及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一側面における車両重量推定装置は、
車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、収集手段と、
前記振動情報を用いて、前記車両の前記車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、車軸応答抽出手段と、
前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、車軸指標算出手段と、
あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、変換手段と、
前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、車両重量算出手段と、
を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における車両重量推定方法は、
（ａ）車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集し、
（ｂ）前記振動情報を用いて、前記車両の前記車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出し、
（ｃ）前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出し、
（ｄ）あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換し、
（ｅ）前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、
ことを特徴とする方法。

さらに、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、
コンピュータに、
（ａ）車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、ステップと、
（ｂ）前記振動情報を用いて、前記車両の前記車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、ステップと、
（ｃ）前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、ステップと、
（ｄ）あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、ステップと、
（ｅ）前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、ステップと、
を実行させる命令を含むことを特徴とする。

以上のように本発明によれば、構造物を通過する車両の重量を精度よく推定することができる。

図１は、車両重量推定装置の一例を説明するための図である。 図２は、構造物の一例を説明するための模式図である。 図３は、車両重量推定装置を有するシステムの一例を説明するための図である。 図４は、上部構造の一例を説明するための模式図である。 図５は、車軸応答を検出する方法を説明するための図である。 図６は、車軸応答を検出する方法を説明するための図である。 図７は、車軸応答の一例を説明するための図である。 図８は、周波数変換した車軸応答の一例を説明するための図である。 図９は、変換情報を説明するための図である。 図１０は、車両重量推定装置の動作の一例を説明するための図である。 図１１は、車両重量推定装置を実現するコンピュータの一例を説明するための図である。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図１から図１１を参照しながら説明する。

［装置構成］
最初に、図１を用いて、本実施形態における車両重量推定装置１０の構成について説明する。図１は、車両重量推定装置の一例を説明するための図である。

図１に示す車両重量推定装置１０は、構造物を通過する車両の重量を精度よく推定する装置である。また、図１に示すように、車両重量推定装置１０は、収集部１１と、車軸応答抽出部１２と、車軸指標算出部１３と、変換部１４と、車両重量算出部１５とを有する。

このうち、収集部１１は、車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置された計測部（センサ）から出力される振動を表す振動情報を収集する。車軸応答抽出部１２は、振動情報を用いて、車両の車軸が振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する。車軸指標算出部１３は、車軸応答に基づいて、車軸ごとの車軸指標を算出する。変換部１４は、あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、車軸指標を車軸重量に変換する。車両重量算出部１５は、車軸ごとの車軸重量を合計して車両の重量を算出する。

構造物は、例えば、少なくとも砂、水、セメントを用いて凝固させた硬化物（コンクリート、又はモルタルなど）、又は金属、又はそれらを用いて構築された構造物である。また、構造物は、建築物全体、又はその一部である。さらに、構造物は、機械類の全体、又はその一部である。構造物は、例えば、橋梁などが考えられる。

振動発生構造は、構造物に存在する段差などである。振動発生構造は、例えば、橋梁の継ぎ目の段差などを用いてもよいし、あらかじめ設定された振動を得られるような段差（凹凸構造物）を構造物に設けてもよい。

車両は、少なくとも車両の車輪を取り付けるための車軸を、一つ以上備えた車両である。車両は、例えば、自動車、列車などが考えられる。車軸重量は、車両の重量が車軸それぞれにかかる荷重である。

車軸応答は、車両が振動発生構造を通過した場合、当該車両が有する車軸ごとに、構造物に発生する振動である。車軸応答は、応答開始時刻から応答終了時刻まで（窓）に現れる振動である。

車軸指標は、車軸ごとの車軸応答を用いて、車両重量を求めるために用いる指標である。車軸指標は、車軸重量と相関を有している。車軸指標は、振動情報が加速度データである場合、車軸応答の窓内の加速度データの二乗和平方根、車軸応答の窓内の加速度データの最大振幅値、車軸応答の窓内の加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値である。

変換情報は、車軸指標と車軸重量との相関を表す情報である。変換情報の相関は、例えば、回帰関数、テーブルなどを用いて表すことができる。

このように、本実施形態においては、車軸ごとに算出した車軸指標を車軸重量に変換し、車軸ごとの車軸重量を合計して車両の重量を算出することで、構造物を通過する車両の重量を精度よく推定することができる。

［システム構成］
続いて、図２、図３、図４を用いて、本実施形態における車両重量推定装置１０の構成をより具体的に説明する。図２は、構造物の一例を説明するための模式図である。図３は、車両重量推定装置を有するシステムの一例を説明するための図である。図４は、上部構造の一例を説明するための模式図である。

構造物について説明する。
図２に示す構造物は、例えば、橋梁などである。図２に示す構造物は、上部構造２１、下部構造２２、伸縮部２３、支承部２４などを有する。また、図２に示す構造物には、計測部２５が設けられている。さらに、図２に示した車両３０は、上部構造２１の進入側から伸縮部２３を通過し、上部構造２１の退出側へと移動する。

上部構造２１は、床構造と主構造と有する。床構造は、床版、床組などにより形成される。主構造は、主桁などを有し、床構造を支えて荷重を下部構造２２へ伝達する。

下部構造２２は、上部構造２１を支え荷重を地盤に伝達する、橋梁の両端に設けられる橋台、橋梁の中間に設けられる橋脚、それらを支える基礎を有する。

伸縮部２３は、橋梁の端部において、橋梁の伸縮を可能にする装置である。図２の例では、上部構造２１間の継ぎ目に設けられている。

支承部２４は、上部構造２１と下部構造２２との間に設置される部材である。支承部２４は、上部構造２１にかかる荷重を下部構造２２に伝達する。

計測部２５は、上部構造２１に取り付けられ、構造物の振動を計測するセンサである。

車両３０は、上部構造２１上を、進入側から退出側へ走行して、上部構造２１に対して、車軸ごとに衝撃を与える。

システムについて説明する。
図３に示すように、本実施形態におけるシステムは、車両重量推定装置１０に加えて、出力装置１７と、計測部２５とを有する。また、図３に示すシステムは、車両３０の重量を推定する場合に用いるシステムである。

計測部２５は、計測した振動を表す振動情報を車両重量推定装置１０へ送信する。計測部２５は、例えば、三軸加速度センサ、ファイバセンサなどである。振動情報は、例えば、加速度を表す情報などである。

具体的には、計測部２５は、計測部２５が取り付けられた位置において加速度を計測する。続いて、計測部２５は、計測した加速度を有する信号を、車両重量推定装置１０へ送信する。なお、計測部２５と車両重量推定装置１０とのやり取りには、有線通信又は無線通信などを用いる。

なお、計測部２５は、構造物の端に近く、振動発生構造に近い位置に設置することが望ましい。図２の例では、計測部２５は、上部構造２１の端側の、伸縮部２３に近い位置に設置されている。一つの理由は、構造物の端に近いほど構造物の振動特性の影響を低減できるからである。また、他の理由は、振動発生構造に近い位置ほど、車軸応答を捉え易くなり、車軸重量、車両重量の推定誤差を低減できるからである。

図２の例では、車両３０が、伸縮部２３と上部構造２１との継ぎ目（段差：車両３０が通過すると構造物に振動を発生させる振動発生構造）を通過することで、継ぎ目を支点として、上部構造２１に衝撃が加わり、上部構造２１が振動する。なお、衝撃を与える振動発生構造は、図２では伸縮部２３上の継ぎ目としたが、構造物に衝撃を与えるものであればよい。

なお、計測部２５は、図４に示すように、上部構造２１が有する床版４０において、主桁４１間の中央で、かつ車両３０の進入側の端に設けられた横桁４２から０．５［ｍ］以内の位置に設置するのが望ましい。又は、計測部２５は、車軸が振動発生構造を通過する際の応答（車軸通過応答）の加速度が、予め決めた閾値以上（例えば、１［ｍ／ｓ^２］以上）となる位置に設置するのが望ましい。ただし、計測部２５を設置する位置は、上述した位置に限定されるものではない。

上部構造２１の裏側に計測部２５を設置することで、雨などに暴露されることを回避でき、メンテナンスのコストを低減できる。また、伸縮部２３は、足場（橋台、橋脚など）があり、上部構造２１の中央に設置する場合に比べて、アクセスが容易なため、センサの設置にかかる手間、コストを抑制できる。

車両重量推定装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はそれら両方を搭載したサーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ、モバイル端末などの情報処理装置である。

出力装置１７は、出力情報生成部１６により、出力可能な形式に変換された、出力情報を取得し、その出力情報に基づいて、生成した画像及び音声などを出力する。出力装置１７は、例えば、液晶、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた画像表示装置などである。さらに、画像表示装置は、スピーカなどの音声出力装置などを備えていてもよい。なお、出力装置１７は、プリンタなどの印刷装置でもよい。なお、出力情報生成部１６については後述する。

車両重量推定装置について説明をする。
収集部１１は、構造物に発生する振動を表す振動情報を、計測部２５から収集する。具体的には、収集部１１は、まず、計測部２５が加速度センサである場合、計測部２５から加速度データを有する振動情報を受信する。続いて、収集部１１は、振動情報を車軸応答抽出部１２へ転送する。

車軸応答抽出部１２は、振動情報を用いて、車両３０の車軸が振動発生構造を通過した場合に発生する車軸応答を検出する。具体的には、車軸応答抽出部１２は、まず、収集部１１から振動情報を取得する。続いて、車軸応答抽出部１２は、振動情報が有する加速度データを用いて、車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する。

車軸応答の検出は、例えば、（１）図５に示す車軸応答検出方法、又は（２）図６に示す車軸応答検出方法により求めることができる。図５、図６は、車軸応答を検出する方法を説明するための図である。なお、図５、図６に示す加速度の波形は、三つの車軸を有する車両３０が、振動発生構造を通過した場合に構造物に発生させた加速度を表している。したがって、図５、図６の例では、三つの車軸応答が検出される。

（１）車軸応答検出方法について説明する。
車軸応答抽出部１２は、まず、図５のＡに示すような加速度データに対して、バンドパスフィルタなどのフィルタリング処理を用いて周波数帯域制限をして、加速度データからノイズ成分などを除去した、図５のＢに示すようなデータを生成する。

続いて、車軸応答抽出部１２は、図５のＢに示した生成したデータに対して、振幅値の絶対値を求め、図５のＣに示すようなデータを生成する。その後、車軸応答抽出部１２は、生成した振幅値の絶対値データを用いて極大点を抽出する。極大点は、例えば、図５のＣに示すように、車軸が三つであるので、車軸ごとに三つ抽出される。

続いて、車軸応答抽出部１２は、抽出した極大点ごとに窓幅を求める。窓幅は、例えば、極大点の時刻ｔ０を有する、あらかじめ設定された時間で表される。したがって、図５のＣに示すように、抽出した極大点の時刻をｔ０とした場合、図５のＤに示すように、応答開始時刻は時刻ｔ０より前の時刻ｔｓとし、応答終了時刻は時刻ｔ０より後の時刻ｔｅとする。なお、窓幅は、極大点の時刻ｔ０を中心として４０［ｍｓ］から５０［ｍｓ］の時間とするのが望ましい。

なお、図５のＤは、三つの車軸ごとに抽出した極大点の時刻ｔ０を基準として、車軸それぞれの加速度データ（波形）を重ねて示したものである。ただし、窓幅は、車軸ごとにを変えてもよい。例えば、車両の車軸の位置に応じて、窓幅を変更してもよい。

このように、（１）の方法では、車軸応答抽出部１２は、上述したようにして車軸ごとの車軸応答を抽出し、車軸ごとの車軸応答を、車軸指標算出部１３に出力する。

（２）車軸応答検出方法について説明する。
車軸応答抽出部１２は、まず、図６のＡに示すような加速度データに対して、ウェーブレットフィルタを用いてフィルタリング処理をし、加速度データを成形して図６のＢに示すようなデータを生成する。

続いて、車軸応答抽出部１２は、図６のＢに示した生成したデータに対して、振幅値の絶対値を求め、図６のＣに示すようなデータを生成する。その後、車軸応答抽出部１２は、生成した振幅値の絶対値データを用いて極大点を抽出する。極大点は、例えば、図６のＣに示すように、車軸が三つであるので極大点は、車軸ごとに三つ抽出される。

続いて、車軸応答抽出部１２は、図６のＣに示すような振幅値の絶対値データに対して、ウェーブレット変換をして、ウェーブレット係数の最大点を抽出し、図６のＤに示すようなデータ（ウェーブレット波形）を取得する。

続いて、車軸応答抽出部１２は、抽出した極大点ごとに窓幅を求める。窓幅は、例えば、図６のＥに示すようにウェーブレット波形のゼロ交差点を抽出して求める。窓幅は、図６のＥに示すように、応答開始時刻ｔｓと応答終了時刻ｔｅとにより表すことができる。

続いて、車軸応答抽出部１２は、図６のＥに示した、応答開始時刻ｔｓと応答終了時刻ｔｅとにより表される窓幅を用いて、図６のＦに示すような車軸応答を抽出する。

なお、図６のＦは、三つの車軸ごとに抽出した極大点の時刻ｔ０を基準として、車軸それぞれの加速度データ（波形）を重ねて示したものである。

このように、（２）の方法では、車軸応答抽出部１２は、上述したようにして車軸ごとの車軸応答を抽出して、車軸ごとの車軸応答を、車軸指標算出部１３に出力する。

車軸指標算出部１３は、車軸応答に基づいて、車軸ごとの車軸指標を算出する。具体的には、車軸指標算出部１３は、まず、車軸応答抽出部１２から、車軸ごとの車軸応答を取得する。続いて、車軸指標算出部１３は、車軸応答における加速度データを用いて、加速度の二乗和平方根、又は加速度データの最大振幅値、又は加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値を算出する。続いて、車軸指標算出部１３は、車軸ごとに算出した車軸指標を、変換部１４に出力する。

車軸指標の算出について説明する。
加速度の二乗和平方根の算出方法は、例えば、車軸応答が図７に示すような加速度データである場合、数１を用いて二乗和平方根を算出する。図７は、車軸応答の一例を説明するための図である。

加速度データの最大振幅値を算出方法は、例えば、車軸応答が図７に示すような加速度データである場合、図７に示すように、加速度データから最大振幅値を算出する。

加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値を算出方法は、例えば、車軸応答が、図７に示すような時間－加速度である場合、車軸応答を周波数変換して、図８に示すような周波数－スペクトル振幅にする。その後、図８に示すように、スペクトル振幅の最大振幅値を算出する。図８は、周波数変換した車軸応答の一例を説明するための図である。

変換部１４は、車軸指標を用いて、あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との相関を表す変換情報を参照し、車軸重量を算出する。具体的には、変換部１４は、まず、車軸ごとに算出した車軸指標を取得する。続いて、変換部１４は、車軸指標それぞれを、変換情報を参照し、車軸ごとに車軸重量に変換する。

変換情報は、車軸指標と車軸重量との相関を表す情報である。変換情報の相関は、例えば、回帰関数で表すことができる。回帰関数は、一次関数、ｎ次多項式、非線形を含む関数などである。また、変換情報は、図９に示すようなテーブルを用いてよい。図９は、変換情報を説明するための図である。

図９に示すテーブルを用いる場合、変換部１４は、車軸指標がｘであるとき、車軸指標ｘが含まれる車軸指標範囲（ｘ１＜ｘ≦ｘ２の範囲、ｘ２＜ｘ≦ｘ３の範囲・・・ｘｍ＜ｘ≦ｘｍ＋１の範囲）を検出し、車軸指標範囲ごとに関連付けられた車軸重量（Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｍ）を選択して、車軸指標を車軸重量に変換する。

テーブルは、車軸指標の種類（加速度の二乗和平方根、加速度データの最大振幅値、加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値）により異なるので、車軸指標ごとに異なるテーブルが必要である。

車両重量算出部１５は、車軸ごとの車軸重量を合計して車両の重量を算出する。具体的には、車両重量算出部１５は、まず、変換部１４から車軸ごとの車軸重量を取得する。続いて、車両重量算出部１５は、取得した車軸重量を合計して、車両重量を算出する。

また、上述した例では、車軸指標ごとに車軸重量を求めてから、車軸重量を合計して車両重量を算出したが、車軸指標を合計してから、合計した車軸指標を用いて車軸重量を求めてもよい。

出力情報生成部１６は、算出した車両重量を出力装置１７に出力させるための出力情報を生成し、生成した出力情報を出力装置１７に出力する。その後、出力装置１７は、出力情報に基づいて車両重量を出力する。なお、車両重量だけでなく、車軸ごとに車軸重量を表示してもよい。

［装置動作］
次に、本発明の実施形態における車両重量推定装置の動作について図１０を用いて説明する。図１０は、車両重量推定装置の動作の一例を説明するための図である。以下の説明においては、適宜図２から図９を参照する。また、本実施形態では、車両重量推定装置を動作させることによって、車両重量推定方法が実施される。よって、本実施形態における車両重量推定方法の説明は、以下の車両重量推定装置の動作説明に代える。

図１０に示すように、最初に、収集部１１は、構造物に発生する振動を表す振動情報を、計測部２５から収集する（ステップＡ１）。具体的には、ステップＡ１において、収集部１１は、まず、計測部２５が加速度センサである場合、計測部２５から加速度データを有する振動情報を受信する。続いて、ステップＡ１において、収集部１１は、振動情報を車軸応答抽出部１２へ転送する。

次に、車軸応答抽出部１２は、振動情報を用いて、車両３０の車軸が振動発生構造を通過した場合に発生する車軸応答を検出する（ステップＡ２）。具体的には、ステップＡ２において、車軸応答抽出部１２は、まず、収集部１１から振動情報を取得する。続いて、ステップＡ２において、車軸応答抽出部１２は、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する。車軸応答の検出は、例えば、上述した（１）（２）車軸応答検出方法により求めることができる。

次に、車軸指標算出部１３は、車軸応答に基づいて、車軸ごとの車軸指標を算出する（ステップＡ３）。具体的には、ステップＡ３において、車軸指標算出部１３は、まず、車軸応答抽出部１２から、車軸ごとの車軸応答を取得する。続いて、ステップＡ３において、車軸指標算出部１３は、車軸応答における加速度データを用いて、加速度の二乗和平方根、又は加速度データの最大振幅値、又は加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値を算出する。続いて、ステップＡ３において、車軸指標算出部１３は、車軸ごとに算出した車軸指標を、変換部１４に出力する。

次に、変換部１４は、車軸指標を用いて、あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との相関を表す変換情報を参照し、車軸重量を算出する（ステップＡ４）。具体的には、ステップＡ４において、変換部１４は、まず、車軸ごとに算出した車軸指標を取得する。続いて、ステップＡ４において、変換部１４は、車軸指標それぞれを、変換情報を参照し、車軸ごとに車軸重量に変換する。

次に、車両重量算出部１５は、車軸ごとの車軸重量を合計して車両の重量を算出する（ステップＡ５）。具体的には、ステップＡ５において、車両重量算出部１５は、まず、変換部１４から車軸ごとの車軸重量を取得する。続いて、ステップＡ５において、車両重量算出部１５は、取得した車軸重量を合計して、車両重量を算出する。

また、上述した例では、車軸指標ごとに車軸重量を求めてから、車軸重量を合計して車両重量を算出したが、車軸指標を合計してから、合計した車軸指標を用いて車軸重量を求めよい。

次に、出力情報生成部１６は、算出した車両重量を出力装置１７に出力させるための出力情報を生成（ステップＡ６）し、生成した出力情報を出力装置１７に出力する（ステップＡ７）。その後、出力装置１７は、出力情報に基づいて車両重量を出力する。なお、車両重量だけでなく、車軸ごとに車軸重量を表示してもよい。

［本実施形態の効果］
以上のように本実施形態によれば、車軸ごとに算出した車軸指標を車軸重量に変換し、車軸ごとの車軸重量を合計して車両の重量を算出することで、構造物を通過する車両の重量を精度よく推定することができる。

［プログラム］
本発明の実施形態におけるプログラムは、コンピュータに、図１０に示すステップＡ１からＡ７を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態における車両重量推定装置と車両重量推定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、収集部１１、車軸応答抽出部１２、車軸指標算出部１３、変換部１４、車両重量算出部１５、出力情報生成部１６として機能し、処理を行なう。

また、本実施形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されてもよい。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、収集部１１、車軸応答抽出部１２、車軸指標算出部１３、変換部１４、車両重量算出部１５、出力情報生成部１６のいずれかとして機能してもよい。

［物理構成］
ここで、実施形態におけるプログラムを実行することによって、車両重量推定装置を実現するコンピュータについて図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施形態における車両重量推定装置を実現するコンピュータの一例を説明するための図である。

図１１に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１に加えて、又はＣＰＵ１１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＦＰＧＡを備えていてもよい。

ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置である。また、本実施形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであってもよい。なお、記録媒体１２０は、不揮発性記録媒体である。

また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置があげられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。

データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。

また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記録媒体、又はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体があげられる。

なお、本実施形態における車両重量推定装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。さらに、車両重量推定装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。

［付記］
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。上述した実施形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）から（付記９）により表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。

（付記１）
車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、収集部と、
前記振動情報を用いて、前記車両の前記車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、車軸応答抽出部と、
前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、車軸指標算出部と、
あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、変換部と、
前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、車両重量算出部と、
を有することを特徴とする車両重量推定装置。

（付記２）
付記１に記載の車両重量推定装置であって、
前記車軸応答抽出部は、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する
ことを特徴とする車両重量推定装置。

（付記３）
付記２に記載の車両重量推定装置であって、
前記車軸応答が加速度データを有している場合、前記車軸指標は、前記車軸応答における、前記加速度の二乗和平方根、又は前記加速度データの最大振幅値、又は前記加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値とする
ことを特徴とする車両重量推定装置。

（付記４）
（ａ）車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、ステップと、
（ｂ）前記振動情報を用いて、前記車両の前記車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、ステップと、
（ｃ）前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、ステップと、
（ｄ）あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、ステップと、
（ｅ）前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、ステップと、
を有することを特徴とする車両重量推定方法。

（付記５）
付記４に記載の車両重量推定方法であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する
ことを特徴とする車両重量推定方法。

（付記６）
付記５に記載の車両重量推定方法であって、
前記車軸応答が加速度データを有している場合、前記車軸指標は、前記車軸応答における、前記加速度の二乗和平方根、又は前記加速度データの最大振幅値、又は前記加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値とする
ことを特徴とする車両重量推定方法。

（付記７）
コンピュータに、
（ａ）車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、ステップと、
（ｂ）前記振動情報を用いて、前記車両の前記車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、ステップと、
（ｃ）前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、ステップと、
（ｄ）あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、ステップと、
（ｅ）前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、ステップと、
を実行させる命令を含むプログラム。

（付記８）
付記７に記載のプログラムであって、
前記（ｂ）において、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する
ことを特徴とするプログラム。

（付記９）
付記８に記載のプログラムであって、
前記車軸応答が加速度データを有している場合、前記車軸指標は、前記車軸応答における、前記加速度の二乗和平方根、又は前記加速度データの最大振幅値、又は前記加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値とする
ことを特徴とするプログラム。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

以上のように本発明によれば、構造物を通過する車両の重量を精度よく推定することができる。本発明は、車両重量の推定が必要な分野において有用である。

１０ 車両重量推定装置
１１ 収集部
１２ 車軸応答抽出部
１３ 車軸指標算出部
１４ 変換部
１５ 車両重量算出部
１６ 出力情報生成部
１７ 出力装置
２１ 上部構造
２２ 下部構造
２３ 伸縮部
２４ 支承部
２５ 計測部
３０ 車両
４０ 床版
４１ 主桁
４２ 横桁
１１０ コンピュータ
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス

Claims (9)

1. 車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、収集手段と、
   前記振動情報を用いて、前記車両の車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、車軸応答抽出手段と、
   前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、車軸指標算出手段と、
   あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、変換手段と、
   前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、車両重量算出手段と、
   を有することを特徴とする車両重量推定装置。
2. 請求項１に記載の車両重量推定装置であって、
   前記車軸応答抽出手段は、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する
   ことを特徴とする車両重量推定装置。
3. 請求項２に記載の車両重量推定装置であって、
   前記車軸応答が加速度データを有している場合、前記車軸指標は、前記車軸応答における、加速度の二乗和平方根、又は前記加速度データの最大振幅値、又は前記加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値とする
   ことを特徴とする車両重量推定装置。
4. （ａ）車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集し、
   （ｂ）前記振動情報を用いて、前記車両の車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出し、
   （ｃ）前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出し、
   （ｄ）あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換し、
   （ｅ）前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、
   ことを特徴とする車両重量推定方法。
5. 請求項４に記載の車両重量推定方法であって、
   前記（ｂ）において、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する
   ことを特徴とする車両重量推定方法。
6. 請求項５に記載の車両重量推定方法であって、
   前記車軸応答が加速度データを有している場合、前記車軸指標は、前記車軸応答における、加速度の二乗和平方根、又は前記加速度データの最大振幅値、又は前記加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値とする
   ことを特徴とする車両重量推定方法。
7. コンピュータに、
   （ａ）車両が通過すると振動を発生させる振動発生構造を有する構造物に設置されたセンサから出力される振動を表す振動情報を収集する、ステップと、
   （ｂ）前記振動情報を用いて、前記車両の車軸が前記振動発生構造を通過したことを表す車軸応答を検出する、ステップと、
   （ｃ）前記車軸応答に基づいて、前記車軸ごとの車軸指標を算出する、ステップと、
   （ｄ）あらかじめ記憶された、車軸指標と車軸重量との関係を表す変換情報を参照し、前記車軸指標を車軸重量に変換する、ステップと、
   （ｅ）前記車軸ごとの前記車軸重量を合計して前記車両の重量を算出する、ステップと、
   を実行させる命令を含むプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムであって、
   前記（ｂ）において、前記車軸応答の応答開始時刻と応答終了時刻と窓幅を抽出する
   ことを特徴とするプログラム。
9. 請求項８に記載のプログラムであって、
   前記車軸応答が加速度データを有している場合、前記車軸指標は、前記車軸応答における、加速度の二乗和平方根、又は前記加速度データの最大振幅値、又は前記加速度データを周波数変換したスペクトル振幅の最大値とする
   ことを特徴とするプログラム。
   

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