JPH10168810A - 道路縦断プロファイル測定装置 - Google Patents
道路縦断プロファイル測定装置Info
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- JPH10168810A JPH10168810A JP32568396A JP32568396A JPH10168810A JP H10168810 A JPH10168810 A JP H10168810A JP 32568396 A JP32568396 A JP 32568396A JP 32568396 A JP32568396 A JP 32568396A JP H10168810 A JPH10168810 A JP H10168810A
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- Japan
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- road
- measuring
- distance
- vertical
- profile
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C7/00—Tracing profiles
- G01C7/02—Tracing profiles of land surfaces
- G01C7/04—Tracing profiles of land surfaces involving a vehicle which moves along the profile to be traced
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両が傾斜して走行するような縦断起伏も含
め、道路の縦断プロファイルを正確に測定する。 【解決手段】 車両に姿勢上下動センサ２１、路車間距
離センサ２２、演算装置２３を搭載し、距離センサ２２
で測定した路面までの距離と、姿勢上下動センサ２１で
測定した車両のピッチ角θ、ロール角φ、鉛直方向の変
位Ｈとから縦断プロファイルを求める。
め、道路の縦断プロファイルを正確に測定する。 【解決手段】 車両に姿勢上下動センサ２１、路車間距
離センサ２２、演算装置２３を搭載し、距離センサ２２
で測定した路面までの距離と、姿勢上下動センサ２１で
測定した車両のピッチ角θ、ロール角φ、鉛直方向の変
位Ｈとから縦断プロファイルを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は車両に搭載されて
使用され、その車両が走行中に、その車両が走行する道
路の縦断プロファイルを測定する道路縦断プロファイル
測定装置に関する。
使用され、その車両が走行中に、その車両が走行する道
路の縦断プロファイルを測定する道路縦断プロファイル
測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の道路縦断プロファイル測定装置
の従来例として、例えば特公平３−７８８２号公報に記
載されたものがある。この測定装置は車体の上下方向の
加速度を測定する加速度計と、車体から路面までの距離
を測定する距離計とを車体に取付け、加速度計によって
検出された上下動の加速度を積分して変位量を求め、こ
の変位量と距離計によって検出された車体高の変化量と
の差δを演算して、道路の縦断プロファイルを得るもの
であり、このδにより例えば路面のくぼみ（欠陥）を知
ることができるものとされている。
の従来例として、例えば特公平３−７８８２号公報に記
載されたものがある。この測定装置は車体の上下方向の
加速度を測定する加速度計と、車体から路面までの距離
を測定する距離計とを車体に取付け、加速度計によって
検出された上下動の加速度を積分して変位量を求め、こ
の変位量と距離計によって検出された車体高の変化量と
の差δを演算して、道路の縦断プロファイルを得るもの
であり、このδにより例えば路面のくぼみ（欠陥）を知
ることができるものとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の測定
装置においては、加速度計はその入力軸が車体の上下方
向に固定されているため、これと直角な車両走行方向の
加速度の成分については測定することはできず、従って
例えば車両１１が図８に示したように傾斜面１２になら
い、傾斜して走行している場合には、走行加速度αに基
づく加速度計の出力は零となり、この傾斜面１２走行に
よる車両１１の鉛直方向の移動量（変位量）を測定でき
ないものとなっている。
装置においては、加速度計はその入力軸が車体の上下方
向に固定されているため、これと直角な車両走行方向の
加速度の成分については測定することはできず、従って
例えば車両１１が図８に示したように傾斜面１２になら
い、傾斜して走行している場合には、走行加速度αに基
づく加速度計の出力は零となり、この傾斜面１２走行に
よる車両１１の鉛直方向の移動量（変位量）を測定でき
ないものとなっている。
【０００４】つまり、特公平３−７８８２号公報に記載
された測定装置は路面に対して車体が上下動するような
路面の凹凸は測定できるものの、車両がその傾斜した路
面に沿って走行するような大きなうねりや傾斜（縦断起
伏）が路面に存在する場合には、その縦断起伏を測定で
きないものとなっている。この発明の目的は上記欠点を
解消し、車両がその傾斜にならって走行するような路面
のうねりや傾斜をも含め、道路の縦断プロファイルを正
確に測定することができる道路縦断プロファイル測定装
置を提供することにある。
された測定装置は路面に対して車体が上下動するような
路面の凹凸は測定できるものの、車両がその傾斜した路
面に沿って走行するような大きなうねりや傾斜（縦断起
伏）が路面に存在する場合には、その縦断起伏を測定で
きないものとなっている。この発明の目的は上記欠点を
解消し、車両がその傾斜にならって走行するような路面
のうねりや傾斜をも含め、道路の縦断プロファイルを正
確に測定することができる道路縦断プロファイル測定装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、車両
に搭載されて、その車両が走行する道路の縦断プロファ
イルを測定する道路縦断プロファイル測定装置は、路面
までの距離を測定する測距手段と、鉛直方向の加速度を
測定する鉛直加速度測定手段と、その鉛直加速度測定手
段で測定された加速度を積分して鉛直方向の変位を求め
る積分手段と、その積分手段で求めた変位と、測距手段
で測定された距離との差を用いて縦断プロファイルを求
める手段とを具備するものとされる。
に搭載されて、その車両が走行する道路の縦断プロファ
イルを測定する道路縦断プロファイル測定装置は、路面
までの距離を測定する測距手段と、鉛直方向の加速度を
測定する鉛直加速度測定手段と、その鉛直加速度測定手
段で測定された加速度を積分して鉛直方向の変位を求め
る積分手段と、その積分手段で求めた変位と、測距手段
で測定された距離との差を用いて縦断プロファイルを求
める手段とを具備するものとされる。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。図１はこの発明の好適な
実施例をブロック図で示したものである。この例では道
路縦断プロファイル測定装置は、姿勢上下動センサ２１
と路車間距離センサ２２と演算装置２３とを有するもの
とされる。姿勢上下動センサ２１は水平面に対する車両
の前後方向（走行方向）の傾斜角度：ピッチ角θ、左右
方向（幅方向）の傾斜角度：ロール角φ及び車両の鉛直
方向の変位（上下動）Ｈを測定するもので、例えば図２
に示したように車内に搭載固定される。
照して実施例により説明する。図１はこの発明の好適な
実施例をブロック図で示したものである。この例では道
路縦断プロファイル測定装置は、姿勢上下動センサ２１
と路車間距離センサ２２と演算装置２３とを有するもの
とされる。姿勢上下動センサ２１は水平面に対する車両
の前後方向（走行方向）の傾斜角度：ピッチ角θ、左右
方向（幅方向）の傾斜角度：ロール角φ及び車両の鉛直
方向の変位（上下動）Ｈを測定するもので、例えば図２
に示したように車内に搭載固定される。
【０００７】路車間距離センサ２２は車体から路面まで
の距離を測定するもので、例えばバンパー部分に取付け
られる。なお、この例では図２に示したように、車両１
１の幅方向中央及び左右タイヤの各前方に位置されて、
３つの距離センサ２２がバンパー２４に取付けられてお
り、即ち道路の車線中央及び左右わだちにそれぞれ対向
して距離センサ２２が配置されている。距離センサ２２
には例えばレーザ光や超音波を出射し、その反射を検出
して距離を測定する構成のものが用いられる。
の距離を測定するもので、例えばバンパー部分に取付け
られる。なお、この例では図２に示したように、車両１
１の幅方向中央及び左右タイヤの各前方に位置されて、
３つの距離センサ２２がバンパー２４に取付けられてお
り、即ち道路の車線中央及び左右わだちにそれぞれ対向
して距離センサ２２が配置されている。距離センサ２２
には例えばレーザ光や超音波を出射し、その反射を検出
して距離を測定する構成のものが用いられる。
【０００８】姿勢上下動センサ２１で測定されたピッチ
角θ、ロール角φ、鉛直方向の変位Ｈと、３つの距離セ
ンサ２２で測定された車体から車線中央、左わだち、右
わだちの各路面までの距離Ｃ，Ｌ，Ｒは演算装置２３に
入力され、この演算装置２３によって車線中央、左わだ
ち、右わだちの各道路縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，Ｐ
Ｒが求められる。演算装置２３は例えば姿勢上下動セン
サ２１と同様に、車内に設置される。
角θ、ロール角φ、鉛直方向の変位Ｈと、３つの距離セ
ンサ２２で測定された車体から車線中央、左わだち、右
わだちの各路面までの距離Ｃ，Ｌ，Ｒは演算装置２３に
入力され、この演算装置２３によって車線中央、左わだ
ち、右わだちの各道路縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，Ｐ
Ｒが求められる。演算装置２３は例えば姿勢上下動セン
サ２１と同様に、車内に設置される。
【０００９】次に、この図１における姿勢上下動センサ
２１の構成及び機能を詳細に説明する。図３は姿勢上下
動センサ２１の詳細構成をブロック図で示したものであ
る。直交３軸に取付けられた３軸ジャイロ２５はＸ，
Ｙ，Ｚ軸回りの角速度を測定する。ここではＸ軸方向を
装置の前方、Ｙ軸方向を右方、Ｚ軸方向を下方とする。
一方、直交３軸に取付けられた３軸加速度計２６はＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向の加速度を測定する。
２１の構成及び機能を詳細に説明する。図３は姿勢上下
動センサ２１の詳細構成をブロック図で示したものであ
る。直交３軸に取付けられた３軸ジャイロ２５はＸ，
Ｙ，Ｚ軸回りの角速度を測定する。ここではＸ軸方向を
装置の前方、Ｙ軸方向を右方、Ｚ軸方向を下方とする。
一方、直交３軸に取付けられた３軸加速度計２６はＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向の加速度を測定する。
【００１０】座標変換手段２７はＸ，Ｙ，Ｚ座標をＮ，
Ｅ，Ｄ座標（慣性座標）に変換するもので、３軸加速度
計２６から出力されたＸ，Ｙ，Ｚ加速度はこの座標変換
手段２７に入力され、Ｎ，Ｅ，Ｄ加速度に変換される。
なお、ここではＮを北方向、Ｅを東方向、Ｄを地球中心
方向とする。座標変換手段２７の座標変換マトリクスは
本装置の姿勢の変化に伴ない、刻々と変化される。座標
変換マトリクス更新値計算手段２８はこのマトリクスの
値を変化させる変化分を計算するものであって、マトリ
クス変化分は姿勢の変化分、即ち角速度と一対一に対応
するから、３軸ジャイロ２５のＸ，Ｙ，Ｚ角速度データ
を使用して、マトリクス変化分が計算される。計算され
た変化分は座標変換手段２７に入力され、刻々とマトリ
クス値が更新される。
Ｅ，Ｄ座標（慣性座標）に変換するもので、３軸加速度
計２６から出力されたＸ，Ｙ，Ｚ加速度はこの座標変換
手段２７に入力され、Ｎ，Ｅ，Ｄ加速度に変換される。
なお、ここではＮを北方向、Ｅを東方向、Ｄを地球中心
方向とする。座標変換手段２７の座標変換マトリクスは
本装置の姿勢の変化に伴ない、刻々と変化される。座標
変換マトリクス更新値計算手段２８はこのマトリクスの
値を変化させる変化分を計算するものであって、マトリ
クス変化分は姿勢の変化分、即ち角速度と一対一に対応
するから、３軸ジャイロ２５のＸ，Ｙ，Ｚ角速度データ
を使用して、マトリクス変化分が計算される。計算され
た変化分は座標変換手段２７に入力され、刻々とマトリ
クス値が更新される。
【００１１】座標変換手段２７から出力されたＮ，Ｅ，
Ｄ加速度は積分手段２９に入力され、積分手段２９は
Ｎ，Ｅ，Ｄ加速度を積分してＮ，Ｅ，Ｄ速度を出力す
る。このＮ，Ｅ，Ｄ速度のうち、Ｄ速度は積分手段３１
に入力され、積分手段３１はＤ速度を積分して鉛直方向
の変位Ｈを計算する。一方、Ｎ，Ｅ速度は積分手段３２
に入力され、積分手段３２はＮ，Ｅ速度を積分してＮ，
Ｅ位置（移動距離）を出力する。そして、このＮ，Ｅ位
置と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）３３から出力されるＮ，Ｅ位置とが比
較手段３４に入力される。比較手段３４はこれら加速度
から求めたＮ，Ｅ位置と、ＧＰＳ３３のＮ，Ｅ位置との
差分を計算する。
Ｄ加速度は積分手段２９に入力され、積分手段２９は
Ｎ，Ｅ，Ｄ加速度を積分してＮ，Ｅ，Ｄ速度を出力す
る。このＮ，Ｅ，Ｄ速度のうち、Ｄ速度は積分手段３１
に入力され、積分手段３１はＤ速度を積分して鉛直方向
の変位Ｈを計算する。一方、Ｎ，Ｅ速度は積分手段３２
に入力され、積分手段３２はＮ，Ｅ速度を積分してＮ，
Ｅ位置（移動距離）を出力する。そして、このＮ，Ｅ位
置と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）３３から出力されるＮ，Ｅ位置とが比
較手段３４に入力される。比較手段３４はこれら加速度
から求めたＮ，Ｅ位置と、ＧＰＳ３３のＮ，Ｅ位置との
差分を計算する。
【００１２】ここで、積分手段２９，３２は誤差も積分
するため、加速度から求めたＮ，Ｅ位置の誤差は段々増
加していくのに対し、ＧＰＳ３３の誤差は無視すること
ができ、つまりＧＰＳ３３によるＮ，Ｅ位置には時間と
ともに誤差が増加しないため、この差分は加速度から求
めたＮ，Ｅ位置の誤差を示すものとなる。この誤差の主
原因は３軸ジャイロ２５の誤差による座標変換マトリク
スの誤差にあり、従ってこの計算した差分（誤差分）を
座標変換マトリクス更新値計算手段２８に帰還し、Ｎ，
Ｅ位置の誤差分が零となるように、座標変換マトリクス
を修正する。これにより、座標変換マトリクスの誤差が
抑えられる。
するため、加速度から求めたＮ，Ｅ位置の誤差は段々増
加していくのに対し、ＧＰＳ３３の誤差は無視すること
ができ、つまりＧＰＳ３３によるＮ，Ｅ位置には時間と
ともに誤差が増加しないため、この差分は加速度から求
めたＮ，Ｅ位置の誤差を示すものとなる。この誤差の主
原因は３軸ジャイロ２５の誤差による座標変換マトリク
スの誤差にあり、従ってこの計算した差分（誤差分）を
座標変換マトリクス更新値計算手段２８に帰還し、Ｎ，
Ｅ位置の誤差分が零となるように、座標変換マトリクス
を修正する。これにより、座標変換マトリクスの誤差が
抑えられる。
【００１３】ピッチ角θ、ロール角φはピッチ、ロール
計算手段３５より出力される。座標変換手段２７におけ
る座標変換マトリクスはＸ，Ｙ，Ｚ座標とＮ，Ｅ，Ｄ座
標との関係を示しているから、この関係からピッチ角
θ、ロール角φが求められる。図４は姿勢上下動センサ
２１において、ＧＰＳ３３の代わりに速度センサ３６を
用いる例を示したものである。
計算手段３５より出力される。座標変換手段２７におけ
る座標変換マトリクスはＸ，Ｙ，Ｚ座標とＮ，Ｅ，Ｄ座
標との関係を示しているから、この関係からピッチ角
θ、ロール角φが求められる。図４は姿勢上下動センサ
２１において、ＧＰＳ３３の代わりに速度センサ３６を
用いる例を示したものである。
【００１４】この例では、座標変換手段２７はＸ，Ｙ，
Ｚ座標をＸH ，ＹH ，Ｄ座標に変換する。３軸加速度計
２６から出力されたＸ，Ｙ，Ｚ加速度はこの座標変換手
段２７により、ＸH ，ＹH ，Ｄ加速度に変換される。な
お、ここではＸH を水平面上の車両前方、ＹH を水平面
上の車両右方、Ｄを地球中心方向とする。座標変換マト
リクス更新値計算手段２８は３軸ジャイロ２５のＸ，
Ｙ，Ｚ角速度データを使用して、座標変換マトリクスの
変化分を計算し、計算された変化分は座標変換手段２７
に入力され、刻々とマトリクス値が更新される。
Ｚ座標をＸH ，ＹH ，Ｄ座標に変換する。３軸加速度計
２６から出力されたＸ，Ｙ，Ｚ加速度はこの座標変換手
段２７により、ＸH ，ＹH ，Ｄ加速度に変換される。な
お、ここではＸH を水平面上の車両前方、ＹH を水平面
上の車両右方、Ｄを地球中心方向とする。座標変換マト
リクス更新値計算手段２８は３軸ジャイロ２５のＸ，
Ｙ，Ｚ角速度データを使用して、座標変換マトリクスの
変化分を計算し、計算された変化分は座標変換手段２７
に入力され、刻々とマトリクス値が更新される。
【００１５】座標変換手段２７から出力されたＸH ，Ｙ
H ，Ｄ加速度は積分手段２９に入力され、積分手段２９
はＸH ，ＹH ，Ｄ加速度を積分してＸH ，ＹH ，Ｄ速度
を出力する。このＸH ，ＹH ，Ｄ速度のうち、Ｄ速度は
積分手段３１に入力され、積分手段３１はＤ速度を積分
して鉛直方向の変位Ｈを計算する。ＸH 速度と、速度セ
ンサ３６から出力される速度とは比較手段３４に入力さ
れ、比較手段３４は加速度から求めたＸH 速度と、速度
センサ３６の速度との差分を計算する。積分手段２９は
誤差も積分するため、加速度から求めたＸH 速度の誤差
は段々増加していくのに対し、速度センサ３６の誤差は
無視することができ、つまり速度センサ３６による速度
には時間とともに誤差が増加しないため、この差分は加
速度から求めたＸH 速度の誤差を示すものとなる。
H ，Ｄ加速度は積分手段２９に入力され、積分手段２９
はＸH ，ＹH ，Ｄ加速度を積分してＸH ，ＹH ，Ｄ速度
を出力する。このＸH ，ＹH ，Ｄ速度のうち、Ｄ速度は
積分手段３１に入力され、積分手段３１はＤ速度を積分
して鉛直方向の変位Ｈを計算する。ＸH 速度と、速度セ
ンサ３６から出力される速度とは比較手段３４に入力さ
れ、比較手段３４は加速度から求めたＸH 速度と、速度
センサ３６の速度との差分を計算する。積分手段２９は
誤差も積分するため、加速度から求めたＸH 速度の誤差
は段々増加していくのに対し、速度センサ３６の誤差は
無視することができ、つまり速度センサ３６による速度
には時間とともに誤差が増加しないため、この差分は加
速度から求めたＸH 速度の誤差を示すものとなる。
【００１６】この誤差の主原因は前述したように、３軸
ジャイロ２５の誤差による座標変換マトリクスの誤差に
あり、従ってこの計算した差分（ＸH 誤差分）を座標変
換マトリクス更新値計算手段２８に帰還し、ＸH 速度の
誤差分が零となるように、座標変換マトリクスを修正す
る。一方、車両であるからＹH 速度はそのまま誤差であ
り、このＹH 誤差分も同様に座標変換マトリクス更新値
計算手段２８に帰還される。これにより、座標変換マト
リクスの誤差が抑えられる。
ジャイロ２５の誤差による座標変換マトリクスの誤差に
あり、従ってこの計算した差分（ＸH 誤差分）を座標変
換マトリクス更新値計算手段２８に帰還し、ＸH 速度の
誤差分が零となるように、座標変換マトリクスを修正す
る。一方、車両であるからＹH 速度はそのまま誤差であ
り、このＹH 誤差分も同様に座標変換マトリクス更新値
計算手段２８に帰還される。これにより、座標変換マト
リクスの誤差が抑えられる。
【００１７】ピッチ角θ、ロール角φはピッチ、ロール
計算手段３５より出力される。座標変換手段２７におけ
る座標変換マトリクスはＸ，Ｙ，Ｚ座標とＸH ，ＹH ，
Ｄ座標との関係を示しているから、この関係からピッチ
角θ、ロール角φが求められる。速度センサ３６は例え
ば車両の車輪回転数から速度を求めるものとされる。な
お、速度センサ３６として光学式速度計を用いてもよ
く、またＧＰＳを用い、このＧＰＳから速度を得るよう
にしてもよい。
計算手段３５より出力される。座標変換手段２７におけ
る座標変換マトリクスはＸ，Ｙ，Ｚ座標とＸH ，ＹH ，
Ｄ座標との関係を示しているから、この関係からピッチ
角θ、ロール角φが求められる。速度センサ３６は例え
ば車両の車輪回転数から速度を求めるものとされる。な
お、速度センサ３６として光学式速度計を用いてもよ
く、またＧＰＳを用い、このＧＰＳから速度を得るよう
にしてもよい。
【００１８】上記した構成によれば、正確な座標変換マ
トリクスが得られ、即ち鉛直方向の加速度（Ｄ加速度）
を正確に測定することができるため、正確な鉛直方向の
変位Ｈを得ることができ、かつ正確なピッチ角θ、ロー
ル角φを得ることができる。なお、積分による誤差発散
を極力避けるため、図３及び４中に破線で示したよう
に、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３０を積分手段３１の
前段に設けて直流分をカットするようにしてもよい。こ
の場合、さらに正確な鉛直方向の変位Ｈを得ることがで
きる。
トリクスが得られ、即ち鉛直方向の加速度（Ｄ加速度）
を正確に測定することができるため、正確な鉛直方向の
変位Ｈを得ることができ、かつ正確なピッチ角θ、ロー
ル角φを得ることができる。なお、積分による誤差発散
を極力避けるため、図３及び４中に破線で示したよう
に、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３０を積分手段３１の
前段に設けて直流分をカットするようにしてもよい。こ
の場合、さらに正確な鉛直方向の変位Ｈを得ることがで
きる。
【００１９】次に、演算装置２３における演算内容につ
いて説明する。今、走行する車両１１が図５，６に示す
ような路面３７上にあるとする。この路面３７は登り勾
配を持ち、また左右わだち部３７ａ，３７ｂには車線中
央部３７ｃに対して不均一な段差がある。従って、車両
１１にはピッチ角θ、ロール角φの傾斜が生じている。
なお、図６は図５におけるＧＧ断面を示しており、車両
１１のバンパー２４のみを模式的に示している。
いて説明する。今、走行する車両１１が図５，６に示す
ような路面３７上にあるとする。この路面３７は登り勾
配を持ち、また左右わだち部３７ａ，３７ｂには車線中
央部３７ｃに対して不均一な段差がある。従って、車両
１１にはピッチ角θ、ロール角φの傾斜が生じている。
なお、図６は図５におけるＧＧ断面を示しており、車両
１１のバンパー２４のみを模式的に示している。
【００２０】ここで、車両座標系における各距離センサ
２２（図５，６においては、点で示す）間の距離をそれ
ぞれｔとする。一方、姿勢上下動センサ２１（同様に、
点で示す）は中央の距離センサ２２と同じく車両の幅方
向中央にあるとし、かつ距離センサ２２と車両の前後方
向に距離ｍ、高さ方向に距離ｎずれた位置にあるとす
る。
２２（図５，６においては、点で示す）間の距離をそれ
ぞれｔとする。一方、姿勢上下動センサ２１（同様に、
点で示す）は中央の距離センサ２２と同じく車両の幅方
向中央にあるとし、かつ距離センサ２２と車両の前後方
向に距離ｍ、高さ方向に距離ｎずれた位置にあるとす
る。
【００２１】姿勢上下動センサ２１によって得られる鉛
直方向の変位Ｈは、図５中に示したように、基準面３８
を基準とする姿勢上下動センサ２１の高さとして表わさ
れる。なお、基準面３８は例えば道路の測定起点におけ
る水準面とされる。道路の車線中央部、左わだち部、右
わだち部の各縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは共
に、この基準面３８からの各路面の高さを表わすもので
あり、図５中にはこの図の状態で測定される車線中央部
の縦断プロファイルＰＣが示されている。
直方向の変位Ｈは、図５中に示したように、基準面３８
を基準とする姿勢上下動センサ２１の高さとして表わさ
れる。なお、基準面３８は例えば道路の測定起点におけ
る水準面とされる。道路の車線中央部、左わだち部、右
わだち部の各縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは共
に、この基準面３８からの各路面の高さを表わすもので
あり、図５中にはこの図の状態で測定される車線中央部
の縦断プロファイルＰＣが示されている。
【００２２】各縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは姿
勢上下動センサ２１から各距離センサ２２の距離測定路
面までの鉛直距離を、それぞれＨから減算することによ
って求められる。車線中央部、左わだち部、右わだち部
におけるこの鉛直距離をそれぞれＦＣ，ＦＬ，ＦＲとす
れば、これらは下記のように表わされる。 ＦＣ＝（Ｃ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ）ｃｏｓθｃｏｓφ ＦＬ＝（Ｌ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓ
θｃｏｓφ ＦＲ＝（Ｒ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓ
θｃｏｓφ 従って、各縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは下式に
より求めることができる。
勢上下動センサ２１から各距離センサ２２の距離測定路
面までの鉛直距離を、それぞれＨから減算することによ
って求められる。車線中央部、左わだち部、右わだち部
におけるこの鉛直距離をそれぞれＦＣ，ＦＬ，ＦＲとす
れば、これらは下記のように表わされる。 ＦＣ＝（Ｃ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ）ｃｏｓθｃｏｓφ ＦＬ＝（Ｌ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓ
θｃｏｓφ ＦＲ＝（Ｒ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓ
θｃｏｓφ 従って、各縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは下式に
より求めることができる。
【００２３】 ＰＣ＝Ｈ−ＦＣ ＝Ｈ−（Ｃ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ）ｃｏｓθｃｏｓφ … ＰＬ＝Ｈ−ＦＬ ＝Ｈ−（Ｌ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ… ＰＲ＝Ｈ−ＦＲ ＝Ｈ−（Ｒ＋ｎ−ｍ・ｔａｎθ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ… なお、車線中央部に対する左わだち部及び右わだち部の
変動プロファイルＤＬ，ＤＲは、 ＤＬ＝ＰＣ−ＰＬ ＝（Ｌ−Ｃ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ ＤＲ＝ＰＣ−ＰＲ ＝（Ｒ−Ｃ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ で表わされる。
変動プロファイルＤＬ，ＤＲは、 ＤＬ＝ＰＣ−ＰＬ ＝（Ｌ−Ｃ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ ＤＲ＝ＰＣ−ＰＲ ＝（Ｒ−Ｃ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ で表わされる。
【００２４】図７は縦断プロファイルを測定すべき道路
を車両１１が走行してゆく状態を示したものであり、図
中、破線は姿勢上下動センサ２１によって測定される鉛
直方向の変位Ｈの軌跡を示している。なお、Ｈ0 ，
Ｈ1 ，Ｈ2 ，…Ｈi は順次測定されるデータを模式的に
示したものである。このように、図１に示した道路縦断
プロファイル測定装置を車両に搭載し、車両を走行させ
ながら順次測定を行うことにより、正確な道路縦断プロ
ファイルを得ることができる。なお、図１には示してい
ないが、演算装置２３によって求められた縦断プロファ
イルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは例えば記録装置によって記録さ
れる。
を車両１１が走行してゆく状態を示したものであり、図
中、破線は姿勢上下動センサ２１によって測定される鉛
直方向の変位Ｈの軌跡を示している。なお、Ｈ0 ，
Ｈ1 ，Ｈ2 ，…Ｈi は順次測定されるデータを模式的に
示したものである。このように、図１に示した道路縦断
プロファイル測定装置を車両に搭載し、車両を走行させ
ながら順次測定を行うことにより、正確な道路縦断プロ
ファイルを得ることができる。なお、図１には示してい
ないが、演算装置２３によって求められた縦断プロファ
イルＰＣ，ＰＬ，ＰＲは例えば記録装置によって記録さ
れる。
【００２５】以上、この発明の好適な実施例について説
明したが、この発明の基本は道路に縦断起伏があり、車
両がその路面に沿い、前後方向（走行方向）に傾斜して
走行する場合においても、鉛直方向の加速度を測定する
ことによって、車両の鉛直方向の変位Ｈを求めることが
できるようにし、その道路の縦断プロファイルを正確に
測定できるようにしたことにある。
明したが、この発明の基本は道路に縦断起伏があり、車
両がその路面に沿い、前後方向（走行方向）に傾斜して
走行する場合においても、鉛直方向の加速度を測定する
ことによって、車両の鉛直方向の変位Ｈを求めることが
できるようにし、その道路の縦断プロファイルを正確に
測定できるようにしたことにある。
【００２６】なお、姿勢上下動センサ２１が例えば距離
センサ２２と同様に、バンパー２４上にあるとすれば、
ｍ＝０，ｎ＝０より、上記〜式は、 ＰＣ＝Ｈ−Ｃ・ｃｏｓθｃｏｓφ …′ ＰＬ＝Ｈ−（Ｌ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ …′ ＰＲ＝Ｈ−（Ｒ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ …′ となり、これらは姿勢上下動センサ２１から路面までの
鉛直距離と、車両の鉛直方向の変位Ｈとの差より縦断プ
ロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲを求めるものとなる。
センサ２２と同様に、バンパー２４上にあるとすれば、
ｍ＝０，ｎ＝０より、上記〜式は、 ＰＣ＝Ｈ−Ｃ・ｃｏｓθｃｏｓφ …′ ＰＬ＝Ｈ−（Ｌ−ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ …′ ＰＲ＝Ｈ−（Ｒ＋ｔ・ｔａｎφ）ｃｏｓθｃｏｓφ …′ となり、これらは姿勢上下動センサ２１から路面までの
鉛直距離と、車両の鉛直方向の変位Ｈとの差より縦断プ
ロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲを求めるものとなる。
【００２７】また、ピッチ角θ、ロール角φが比較的小
さく、ｃｏｓθ≒１、ｃｏｓφ≒１、ｔａｎφ≒０とす
れば、これら′〜′式は、 ＰＣ≒Ｈ−Ｃ …″ ＰＬ≒Ｈ−Ｌ …″ ＰＲ≒Ｈ−Ｒ …″ と表わされ、即ち鉛直方向の変位Ｈと、距離Ｃ，Ｌ，Ｒ
との差より縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲを求める
ものとなる。
さく、ｃｏｓθ≒１、ｃｏｓφ≒１、ｔａｎφ≒０とす
れば、これら′〜′式は、 ＰＣ≒Ｈ−Ｃ …″ ＰＬ≒Ｈ−Ｌ …″ ＰＲ≒Ｈ−Ｒ …″ と表わされ、即ち鉛直方向の変位Ｈと、距離Ｃ，Ｌ，Ｒ
との差より縦断プロファイルＰＣ，ＰＬ，ＰＲを求める
ものとなる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
路面に対して車体が上下動するような路面の凹凸の測定
に加え、車体が路面に沿い、傾斜して走行するような路
面の縦断起伏をも正確に測定することができ、よって正
確な道路縦断プロファイルを得ることができる。
路面に対して車体が上下動するような路面の凹凸の測定
に加え、車体が路面に沿い、傾斜して走行するような路
面の縦断起伏をも正確に測定することができ、よって正
確な道路縦断プロファイルを得ることができる。
【００２９】なお、路車間距離センサ（測距手段）を複
数設けることにより、例えば道路の車線中央部、左右わ
だち部の、同一基準面に対する各縦断プロファイルを同
時に測定することができ、この測定より例えばわだち掘
れ等の道路横断方向のプロファイルをも正確に測定する
ことが可能となる。
数設けることにより、例えば道路の車線中央部、左右わ
だち部の、同一基準面に対する各縦断プロファイルを同
時に測定することができ、この測定より例えばわだち掘
れ等の道路横断方向のプロファイルをも正確に測定する
ことが可能となる。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】Ａは図１の道路縦断プロファイル測定装置を搭
載した車両の側面図、Ｂはその正面図。
載した車両の側面図、Ｂはその正面図。
【図３】図１における姿勢上下動センサの詳細を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図４】姿勢上下動センサの他の例を示すブロック図。
【図５】道路縦断プロファイルの測定方法を説明するた
めの図。
めの図。
【図６】図５のＧＧ断面図。
【図７】道路縦断プロファイルの測定における車両の鉛
直方向の変位の軌跡を示す図。
直方向の変位の軌跡を示す図。
【図８】従来の道路縦断プロファイル測定装置の不具合
を説明するための図。
を説明するための図。
Claims (9)
- 【請求項１】 車両に搭載されて、その車両が走行する
道路の縦断プロファイルを測定する装置であって、 路面までの距離を測定する測距手段と、 鉛直方向の加速度を測定する鉛直加速度測定手段と、 その鉛直加速度測定手段で測定された加速度を積分して
鉛直方向の変位を求める積分手段と、 その積分手段で求めた変位と、上記測距手段で測定され
た距離との差を用いて上記縦断プロファイルを求める手
段と、 を具備することを特徴とする道路縦断プロファイル測定
装置。 - 【請求項２】 車両に搭載されて、その車両が走行する
道路の縦断プロファイルを測定する装置であって、 路面までの距離を測定する測距手段と、 鉛直方向の加速度を測定する鉛直加速度測定手段と、 その鉛直加速度測定手段で測定された加速度を積分して
鉛直方向の変位を求める積分手段と、 上記車両の姿勢角を測定する姿勢測定手段と、 その姿勢測定手段で測定された姿勢角と上記測距手段で
測定された距離とから上記路面までの鉛直距離を算出
し、その算出した鉛直距離と上記積分手段で求めた変位
との差を用いて上記縦断プロファイルを求める手段と、 を具備することを特徴とする道路縦断プロファイル測定
装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の道路縦断プロファイル測
定装置において、 上記測距手段が上記車両の幅方向に配列されて複数設け
られていることを特徴とする道路縦断プロファイル測定
装置。 - 【請求項４】 請求項２乃至３記載の何れかの道路縦断
プロファイル測定装置において、 上記姿勢測定手段が３軸ジャイロを用いるものであるこ
とを特徴とする道路縦断プロファイル測定装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至３記載の何れかの道路縦断
プロファイル測定装置において、 上記姿勢測定手段は３軸ジャイロと３軸加速度計とＧＰ
Ｓとを用いるものであり、上記３軸加速度計で測定され
た加速度を上記３軸ジャイロで測定された角速度を用い
て慣性座標系における加速度に座標変換し、その座標変
換された加速度から求めた慣性位置と上記ＧＰＳより得
られる慣性位置との差分により、上記３軸ジャイロの誤
差を補正して姿勢角を求める構成とされていることを特
徴とする道路縦断プロファイル測定装置。 - 【請求項６】 請求項２乃至３記載の何れかの道路縦断
プロファイル測定装置において、 上記姿勢測定手段は３軸ジャイロと３軸加速度計と速度
センサとを用いるものであり、上記３軸加速度計で測定
された加速度を上記３軸ジャイロで測定された角速度を
用いて慣性座標系における加速度に座標変換し、その座
標変換された加速度から求めた慣性速度と上記速度セン
サより得られる速度との差分により、上記３軸ジャイロ
の誤差を補正して姿勢角を求める構成とされていること
を特徴とする道路縦断プロファイル測定装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の道路縦断プロファイル測
定装置において、 上記速度センサは上記車両の車輪回転数から速度を求め
る構成とされていることを特徴とする道路縦断プロファ
イル測定装置。 - 【請求項８】 請求項６記載の道路縦断プロファイル測
定装置において、 上記速度センサはＧＰＳを用いて構成されていることを
特徴とする道路縦断プロファイル測定装置。 - 【請求項９】 請求項１乃至８記載の何れかの道路縦断
プロファイル測定装置において、 上記鉛直加速度測定手段は３軸加速度計と３軸ジャイロ
とを用いて構成されていることを特徴とする道路縦断プ
ロファイル測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08325683A JP3074464B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 道路縦断プロファイル測定装置 |
| AU51372/98A AU5137298A (en) | 1996-12-05 | 1997-12-05 | Road vertical section profile measuring apparatus |
| PCT/JP1997/004459 WO1998024977A1 (fr) | 1996-12-05 | 1997-12-05 | Appareil de mesure du profil de la section verticale de la route |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08325683A JP3074464B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 道路縦断プロファイル測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10168810A true JPH10168810A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3074464B2 JP3074464B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=18179559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08325683A Expired - Lifetime JP3074464B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 道路縦断プロファイル測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074464B2 (ja) |
| AU (1) | AU5137298A (ja) |
| WO (1) | WO1998024977A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002081941A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Zenrin Co Ltd | 道路の３次元形状を測定するためのシステム及び方法 |
| JP2003345242A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | 道路情報収集装置 |
| DE102004055070A1 (de) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Daimlerchrysler Ag | Hubkorrektur bei der fahrzeug-basierten Vermessung von Oberflächenprofilen von Fahrbahnen |
| DE102004055069B4 (de) * | 2004-07-15 | 2007-02-15 | Daimlerchrysler Ag | Mehrdimensionale Fahrbahnvermessung |
| DE102004048636B4 (de) * | 2004-10-04 | 2008-07-31 | Daimler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Synchronisation von Messgeräten |
| JP2010078595A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-04-08 | Sony Corp | 速度算出装置、速度算出方法及びナビゲーション装置 |
| JP2011064500A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Sony Corp | 速度算出装置、速度算出方法及びナビゲーション装置 |
| JP2012007922A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Nec Corp | 道路構造測定方法および道路面測定装置 |
| CN102345269A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-02-08 | 广州大学 | 一种基于无核密度仪的橡胶沥青压实工艺方法 |
| JP2012202749A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 方位測定装置 |
| WO2012176383A1 (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Sony Corporation | Altitude estimation apparatus, altitude estimation method, and program |
| JP2014186612A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 線形計測装置 |
| JP2014228421A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 多摩川精機株式会社 | 路面計測装置の計測軌跡の補正方法 |
| CN105019339A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 中山市拓维电子科技有限公司 | 智能压路机 |
| CN105019344A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 中山市拓维电子科技有限公司 | 路面平整度监测仪 |
| JP2016130704A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 株式会社Ihi | 高度変化算出装置と方法 |
| JP6154951B1 (ja) * | 2016-10-18 | 2017-06-28 | サイトセンシング株式会社 | 速度計測装置、位置計測装置、速度計測方法及びプログラム |
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| CN103835212B (zh) * | 2014-02-21 | 2015-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种公路路面三维检测系统 |
| CN105133472B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-04-12 | 广西大学 | 路面平整度测量方法及惯性式检测仪 |
| JP6842112B2 (ja) * | 2017-04-27 | 2021-03-17 | 国立大学法人 東京大学 | 路面プロファイル推定装置、路面プロファイル推定システム、路面プロファイル推定方法及び路面プロファイル推定プログラム |
| CN107504949A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-22 | 河南科技大学 | 沟形外轮廓测绘方法及沟形外轮廓测绘装置 |
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| JPH08292022A (ja) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 路面形状測定装置 |
-
1996
- 1996-12-05 JP JP08325683A patent/JP3074464B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-05 WO PCT/JP1997/004459 patent/WO1998024977A1/ja active Application Filing
- 1997-12-05 AU AU51372/98A patent/AU5137298A/en not_active Abandoned
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