JPH06138018A - 路面状況計測装置 - Google Patents

路面状況計測装置

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JPH06138018A
JPH06138018A JP4290182A JP29018292A JPH06138018A JP H06138018 A JPH06138018 A JP H06138018A JP 4290182 A JP4290182 A JP 4290182A JP 29018292 A JP29018292 A JP 29018292A JP H06138018 A JPH06138018 A JP H06138018A
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JP
Japan
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road surface
surface condition
frequency spectrum
frequency
spectrum information
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JP4290182A
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English (en)
Inventor
Kazuya Hayafune
一弥 早舩
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ニューラルネットワークをそなえ
た路面状況計測装置に関し、学習済のニューラルネット
ワークを使用することにより、ハンドルを切っていない
状態や、4輪駆動車においても、路面μの推定,さらに
は路面状況を推定できるようにすることを目的とする。 【構成】 車両の走行音を計測する走行音計測手段1
と、走行音計測手段1で計測された走行音について周波
数分析して対応する周波数スペクトル情報を出力する周
波数分析手段2とをそなえるとともに、周波数分析手段
2からの周波数スペクトル情報に基づいて、路面状況を
出力する路面状況計測手段3をそなえ、路面状況計測手
段3が、周波数分析手段からの周波数スペクトル情報を
入力値とし、対応する路面状況を教師データとして、学
習を行なうことにより、周波数分析手段からの周波数ス
ペクトル情報を入力すると、対応する路面状況が出力さ
れる学習済のニューラルネットワーク3−1をそなえる
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニューラルネットワー
クをそなえた路面状況計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両等における操縦安定制御(4輪操
舵,アンチロックブレーキシステム等)において、路面
摩擦係数μ(以下,単に路面μと記載する。)の推定を
行なうことができると、非常に有利である。現在の路面
μの推定方法は、パワステ(パワーステアリング)圧に
よる方法,横Gの発生を見る方法,前後車輪速差を見る
方法の3つがある。
【0003】まず、パワステ圧による方法は、ハンドル
を切ったときのパワステ圧の上昇の様子を見てμを推定
する方法である。具体的には、パワステ圧が大きい場合
は、路面μが高いと判断し、パワステ圧が小さい場合
は、路面μが低いと判断するというものである。次に、
横Gの発生を見る方法は、路面μの高い場合において、
ハンドル角と車速により、発生する横Gを推定すること
ができることを利用した方法である。具体的には、この
予測された横Gの値と実際に発生した横Gとを比較し
て、一致したら路面μが高いと判断し、実際の横Gが小
さい場合は、路面μが低いと判断するというものであ
る。
【0004】また、前後車輪速差を見る方法は、駆動輪
と非駆動輪の車輪速を比較して路面μを推定する方法で
ある。具体的には、駆動輪の車輪速が非駆動輪の車輪速
よりも大きくなる場合は、路面μが低いと判断するとい
うものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の路面μの測定方法では、例えばパワステ圧に
よる方法,横Gの発生を見る方法では、ハンドルを切っ
て走行している間、即ち旋回走行時しか路面μを推定す
ることができず、また、前後車輪速差を見る方法では、
4輪駆動車には適用できない上に、信頼性の高い路面μ
の推定が困難であるという課題がある。
【0006】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、学習済のニューラルネットワークを使用する
ことにより、ハンドルを切っていない状態や、4輪駆動
車においても、路面μの推定,さらには路面状況(砂利
道,アスファルト道等)を推定できるようにした、路面
状況計測装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の路面
状況計測装置は、車両の走行音を計測する走行音計測手
段と、該走行音計測手段で計測された走行音について周
波数分析して対応する周波数スペクトル情報を出力する
周波数分析手段とをそなえるとともに、該周波数分析手
段からの周波数スペクトル情報に基づいて、路面状況を
出力する路面状況計測手段をそなえ、該路面状況計測手
段が、該周波数分析手段からの周波数スペクトル情報を
入力値とし、対応する路面状況を教師データとして、学
習を行なうことにより、該周波数分析手段からの周波数
スペクトル情報を入力すると、対応する路面状況が出力
されるように構成された、学習済のニューラルネットワ
ークをそなえていることを特徴としている。
【0008】
【作用】上述の本発明の路面状況計測装置では、車両の
走行音を走行音計測手段が計測し、この計測された走行
音について、周波数分析手段により周波数分析して周波
数スペクトル情報を出力し、この周波数スペクトル情報
に基づいて、学習済のニューラルネットワークをそなえ
た路面状況計測手段が対応する路面状況を出力する。
【0009】なお、該ニューラルネットワークの学習法
としては、該周波数分析手段からの周波数スペクトル情
報を入力値とし、対応する路面状況を教師データとし
て、対応する路面状況を出力されるように学習を行な
う。
【0010】
【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。 (a)第1実施例の説明 まず、本発明の第1実施例について説明すると、図1
は、本発明の第1実施例としての路面状況計測装置の全
体構成を示すブロック図であり、図2は、本発明の第1
実施例としての路面状況計測装置において、学習用デー
タの収集要領を説明するためのブロック図であり、図3
は本発明の第1実施例としての路面状況計測装置にて使
用されるニューラルネットワークの学習要領を説明する
ための図である。
【0011】さて、本装置は車両等において利用されて
いる操縦安定制御システム(4輪操舵制御,アンチロッ
クブレーキシステム,トラクションコントロール,電子
制御サスペンション等)に使用される。ここで、操縦安
定制御システムとは、路面の状況,車両の挙動状態等に
対応して、運転者による運転操作に対しての車両の応答
が、効果的に動作するようにしたものであって、操縦性
を向上させるものである。本装置はこの操縦安定システ
ムの動作に先立つ路面μの推定を行なうものである。
【0012】さて、操縦安定制御システム等に適用され
る本発明の路面状況計測装置は、図1に示すように、集
音マイク(走行音計測手段)1とFFT(高速フーリエ
変換器,周波数分析手段)2と路面状況計測手段3と車
速センサ4とをそなえて構成されている。集音マイク1
は、ホイールハウス内に装着したものであって、タイヤ
の走行音を計測するものである。FFT2は集音マイク
1から計測された走行音について高速フーリエ変換によ
り周波数分析を施し、周波数スペクトル情報を出力する
ものである。車速センサ4は車速を検出するものであ
る。
【0013】路面状況分析手段3は、FFT2からの周
波数スペクトル情報に基づいて推定した路面μを出力す
るものであり、ニューラルネットワーク3−1をそなえ
ている。このニューラルネットワーク3−1は、学習を
行なうことによりFFT2からの周波数スペクトル情報
を入力すると、推定した路面μが出力するようになって
いるが、この学習を行なうに際しては、まず図2に示す
ように、FFT2からの周波数スペクトル情報と、車速
センサ4からの車速情報と、走行する道路の既知の路面
μ(教師データ)とを、データ蓄積装置3−2に入力し
てデータを収集する。
【0014】このようにして周波数スペクトル情報と車
速情報と既知の路面μに関するデータとを入力したあと
は、図3に示すようにして、ニューラルネットワーク3
−1に学習させる。すなわち、FFT2からの周波数ス
ペクトル情報と車速センサ4からの車速情報とを入力デ
ータとし、走行する道路における既知の路面μを教師デ
ータとして、ニューラルネットワーク3−1の出力と、
周波数スペクトルの波形パターン及び車速に対応した、
当該道路の路面μとの差(誤差)が0となるように学習
を行なう。なお、学習の仕方としては、例えばバックプ
ロパゲーション学習法によるアルゴリズムが使用され
る。
【0015】上述の構成により、本発明の第1実施例と
しての路面状況計測装置は、以下に示すような動作を有
する。つまり、車両の走行音を集音マイク1が計測し、
この計測された走行音について、FFT2で、高速フー
リエ変換による周波数分析を行ない、周波数スペクトル
情報として学習済ニューラルネットワーク3−1に出力
する一方で、車速センサ4からの車速情報についてもニ
ューラルネットワーク3−1に出力する。
【0016】そして、学習済のニューラルネットワーク
3−1によって、周波数スペクトルの波形や車速情報に
対応した路面μを出力する。具体的には、μの値に従っ
て、μ=0.0〜1.0の範囲で、0.2刻みで5段階
に分けて出力する。このように本実施例によれば、ニュ
ーラルネットワーク3−1をそなえた路面状況計測装置
により路面μを推定することにより、ハンドルを切らな
い状態においても路面μを推定することができ、さらに
4輪駆動車にも適用することができる。
【0017】なお、上記のようにして推定されたμは、
上述の如く、操縦安定システムへ入力されて操縦安定制
御に使用される。 (b)第2実施例の説明 また、以下に本発明の第2実施例について説明すると、
図4は、本発明の第2実施例としての路面状況計測装置
の全体構成を示すブロック図であり、図5は、本発明の
第2実施例としての路面状況計測装置において、学習用
データの収集要領を説明するためのブロック図であり、
図6は本発明の第2実施例としての路面状況計測装置に
て使用されるニューラルネットワークの学習要領を説明
するための図であり、図4〜6中、図1〜3と同じ符号
はほぼ同様の部分を示している。
【0018】さて、この第2実施例にかかる本装置も車
両等において利用されている上記の操縦安定制御システ
ム(4輪操舵制御,アンチロックブレーキシステム,ト
ラクションコントロール,電子制御サスペンション等)
に使用されるものであるが、この第2実施例にかかる装
置は上記操縦安定システムの動作に先立つ路面状態(砂
利,アスファルト,圧雪,氷上,コンクリート)の判別
を行なうものである。
【0019】すなわち、操縦安定制御システム等に適用
される本発明の路面状況計測装置は、図4に示すよう
に、集音マイク(走行音計測手段)1とFFT(高速フ
ーリエ変換器,周波数分析手段)2と路面状況計測手段
3Aと車速センサ4とをそなえて構成されている。集音
マイク1,FFT2,車速センサ4は、第1実施例の場
合と同様のものであるため、説明は省略する。
【0020】路面状況分析手段3Aは、FFT2からの
周波数スペクトル情報に基づいて判別した上記路面状態
を出力するものであり、ニューラルネットワーク3A−
1をそなえている。このニューラルネットワーク3A−
1は、学習を行なうことによりFFT2からの周波数ス
ペクトル情報を入力すると、推定した路面状態(砂利,
アスファルト,圧雪,氷上,コンクリート)が出力する
ようになっているが、この学習を行なうに際しては、ま
ず図5に示すように、FFT2からの周波数スペクトル
情報と、車速センサ4からの車速情報と、走行する道路
の路面状態とを、データ蓄積装置3−2に入力してデー
タを収集する。
【0021】このようにして路面状態固有の周波数スペ
クトル情報と車速情報と路面状態に関するデータとを入
力したあとは、図6に示すようにして、ニューラルネッ
トワーク3A−1に学習させる。すなわち、FFT2か
らの周波数スペクトル情報と車速センサ4からの車速情
報とを入力データとし、走行する道路の路面状態(砂
利,アスファルト,圧雪,氷上,コンクリート)を教師
データとして、ニューラルネットワーク3A−1の出力
と、周波数スペクトルの波形パターン及び車速に対応し
た、当該道路の路面μとの差(誤差)が0となるように
学習を行なう。なお、この場合の学習の仕方としても、
例えばバックプロパゲーション学習法によるアルゴリズ
ムが使用される。
【0022】上述の構成により、本発明の第2実施例と
しての路面状況計測装置は、以下に示すような動作を有
する。つまり、車両の走行音を集音マイク1が計測し、
この計測された走行音について、FFT2により周波数
分析して周波数スペクトル情報を学習済ニューラルネッ
トワーク3A−1に出力する一方で、車速センサ4から
の車速情報についてもニューラルネットワーク3A−1
に出力されている。
【0023】そして、学習済のニューラルネットワーク
3A−1によって、路面状態固有の周波数スペクトルの
波形や、車速情報に対応した、いずれかの路面状態(砂
利,アスファルト,圧雪,氷上,コンクリートのうちの
1つ)を出力する。このように本実施例によれば、学習
済のニューラルネットワーク3A−1を使用した路面状
況計測装置により路面状態を判断することにより、タイ
ヤの種類にかかわらず路面状態を判別でき、さらに本実
施例のようにハードウェアを簡易なもので実現できる利
点がある。
【0024】なお、上記のようにして推定されたμも、
上述の如く、操縦安定システムへ入力されて操縦安定制
御に使用される。 (c)その他 上述の実施例における路面状況計測装置では、路面μを
測定する路面状況計測装置と路面状態(砂利,アスファ
ルト,圧雪,氷上,コンクリート)を判別する路面状況
計測装置の例を示したが、この2つの路面状況計測装置
を組み合わせることにより、路面状態の判別と、路面μ
の推定を同時に出力することができる。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の路面状況
計測装置によれば、車両の走行音を計測する走行音計測
手段と、該走行音計測手段で計測された走行音について
周波数分析して対応する周波数スペクトル情報を出力す
る周波数分析手段とをそなえるとともに、該周波数分析
手段からの周波数スペクトル情報に基づいて、路面状況
を出力する路面状況計測手段をそなえ、該路面状況計測
手段が、該周波数分析手段からの周波数スペクトル情報
を入力値とし、対応する路面状況を教師データとして、
学習を行なうことにより、該周波数分析手段からの周波
数スペクトル情報を入力すると、対応する路面状況が出
力されるように構成された、学習済のニューラルネット
ワークをそなえていることにより、4輪駆動車において
も、またハンドル角がどのような角度であっても、路面
摩擦係数μを推定することができ、さらにはタイヤの種
類にかかわらず路面状態(砂利,アスファルト,圧雪,
氷上,コンクリート)を判別でき、且つハードウェアが
簡易なもので実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としての路面状況計測装置
の全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1実施例としての路面状況計測装置
において、学習用データの収集要領を説明するためのブ
ロック図である。
【図3】本発明の第1実施例としての路面状況計測装置
にて使用されるニューラルネットワークの学習要領を説
明するための図である。
【図4】本発明の第2実施例としての路面状況計測装置
の全体構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第2実施例としての路面状況計測装置
において、学習用データの収集要領を説明するためのブ
ロック図である。
【図6】本発明の第2実施例としての路面状況計測装置
にて使用されるニューラルネットワークの学習要領を説
明するための図である。
【符号の説明】
1 集音マイク(走行音計測手段) 2 FFT(周波数分析手段) 3,3A 路面状況計測手段 3−1,3A−1 ニューラルネットワーク 3−2,3A−2 データ蓄積装置 4 車速センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の走行音を計測する走行音計測手段
    と、 該走行音計測手段で計測された走行音について周波数分
    析して対応する周波数スペクトル情報を出力する周波数
    分析手段とをそなえるとともに、 該周波数分析手段からの周波数スペクトル情報に基づい
    て、路面状況を出力する路面状況計測手段をそなえ、 該路面状況計測手段が、 該周波数分析手段からの周波数スペクトル情報を入力値
    とし、対応する路面状況を教師データとして、学習を行
    なうことにより、該周波数分析手段からの周波数スペク
    トル情報を入力すると、対応する路面状況が出力される
    ように構成された、学習済のニューラルネットワークを
    そなえていることを特徴とする、路面状況計測装置。
JP4290182A 1992-10-28 1992-10-28 路面状況計測装置 Pending JPH06138018A (ja)

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