JPS63173912A - 道路のプロフィル測定方法とその装置 - Google Patents

道路のプロフィル測定方法とその装置

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JPS63173912A
JPS63173912A JP62315431A JP31543187A JPS63173912A JP S63173912 A JPS63173912 A JP S63173912A JP 62315431 A JP62315431 A JP 62315431A JP 31543187 A JP31543187 A JP 31543187A JP S63173912 A JPS63173912 A JP S63173912A
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は道路の縦断面（以後プロフィルと略称）測定方
法とその装置に関するもので、特に道路や滑走路のよう
に車両が走行する表面の縦断面測定用の方法とその装置
に関する。更に具体的には米国特許第３２６Ｇ３０２号
と第４４２２３２２号に開示及び請求されている装置の
改良に関する。ここでは道路（ｒｏａｄ）という用語は
総称的意味で用いられ、通常自動車が走行する高速道路
、市街路等、航空機が離着陸するのに使用される滑走路
等その他車両が走行し得る表面を含む、勾配（Ｓｌｏｔ
）ｅ）という用語は同様に総称的な意味で用いられ、走
行方向を横切る道路表面の横断勾配（Ｃｒｏｓｓ　５Ｉ
ＯＥｌｅ　）　、及び走行方向に沿った道路表面の傾斜
（ｇｒａｔｉｅ）を含む。
［従来の技術］ 米国特許第３２６６３０２号の教示するところによれば
、測定車を道路表面で動かして、測定車のサスペンショ
ン装置の変位（Ｗ−Ｙ）とこの測定車に搬送される船速
計の二重積分をした出力Ｙとを結合した関数として表面
ブロイルＨが測定される。開示された装置は、測定車の
慣性により形成される基準平面に対してプロフィル測定
を行うものとして記載されていて、変化の少ないときは
船速計の応答特性により、また変化の大きいときは測定
車のサスペンション変位変換器により決定される道路表
面の起伏の変化範囲全体にわたって測定を行う。
しかしながら低振動数（ｌｏｗ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）
における船速計の信号応答能力／雑音応答能力とこれら
双方の変換器の電気的出力の定常時オフセラ１〜は前述
の二重積分に結合されて、装置の能力を引用の特許中に
開示された範囲内に限定するものである。
船速計／二重積分技術にもともと属する低振動数応答の
困難性を克服するために、スパングラ−等（Ｓｐａｎｃ
＋ｌｅｒ　ｅｔ　ａｌ）の「道路プロフィルの測定方法
Ｊ　　（ＧＨＲ−４５２，Ｇｅｎｒａｌ　Ｉｎ０ｔＯｒ
Ｓ　Ｃｏｒｐ、　１９６４年）には、時間領域の二重積
１分に先立って船速計の出力を時間領域の高域ろ波器に
通し、低振動数応答を減衰させることが提案されている
。　しがしながら、道路プロフィルの空間振動成分は測
定車速度に比例して変化するので、時間領域高域ろ波器
を具備することは測定したプロフィルを測定車速度の関
数として変化させることになる。この問題は、段階的に
可変の自然周波数すなわち遮断周波数を有する高域一波
器を備えることによりある範囲までは緩和され、それに
より測定車の速度を段階的には異なるが定速度とするの
である。
本発明にとって従来技術である更に進んだ改良がなされ
、上記に引用した特許とＧＨＲ文献中で提案しているア
ナログ時間領域処理技術にとって代わる、しかし全く相
似の、時間領域デジタル処理技術の実現がなされた。こ
の改良はユーザが希望の振動数（もしくは波長）測定能
力を入力できるようにしたもので、測定車の速度を考慮
にいれている。この改良では対応する高域ろ波器の遮断
周波数を計算し、道路プロフィルの時間領域の計算に際
し、この遮断周波数を船速計出力に適用する。
このように具体化した技術はそれまでの段階的に選択可
能な一波器を連続的に可変の一波器にうまく置換えたが
、それでも測定値処理期間中は一定の車両速度を維持す
る必要がある。
米国特許第４４２２３２２号には時間領域というよりは
むしろ空間領域の道路プロフィルを測定する装置と方法
を開示している。具体的には、変換器が道路接触幅の回
転数に応答して、道路表面に沿って予め還定した距離区
間弁にて道路プロフィルサンプル測定を開始する。そし
てプロフィル誓は下式に従って測定される。
Ｗ＝（Ｗ−Ｙ）＋／　ｆ　（Ｙ／Ｖ）ｄｓｄｓ　、　、
　、　、　、　、　、　（１）ここで（ｔｉ−ｙ）は“
測定車の跳躍慣性的”質量の道路表面に対する変位であ
り、Ｙは、“測定車の跳躍慣性的”質量に作用する加速
度であり、道路表面に対して垂直である。■は走行方向
における測定車の速度である。Ｙ／Ｖは時間に依存しな
い測定値であり、測定車の跳躍慣性的質量にａく空間加
速度である。従って式（１）におけるすべての項の単位
は時間に依存しない距離の単位である。速度Ｖは各距離
区間にて適宜な変換器を使用して測定してもよく、ある
いは下式により決定してもよい。
Ｖ＝ｄｓ／ｄｔ　　、、、、、、、、、、１２）ここで
虹は距離区間ムを走行するのに要する時間である。　Ｙ
／Ｖにより与えられる空間加速度（Ｓｐａｔｉａｌ　ａ
ｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）は高域ろ波動作にかけ変換器
信号のすべての低振動数成分と定常成分を除去する。し
かしながら、時間に依存しない空間の振動数で表され、
単位長当りのラジアン量で表される。Ｐ波器の遮断周波
数は測定期間中（初期化の後に続く）は一定であり、測
定車の速度及び／若しくは、速度変化に関係なく所望の
振動数（波長）情報を有する道路プロフィル測定をおこ
なう。
［発明が解決しようとする問題点］ これまでに述べた特許中に開示された装置と方法はかな
りの商業ベースにのり成功を収めたが。
いくつかの問題が残っている。多数のプロフィルが平行
に走る道路面を測定する場合、例えば、独立のプロフィ
ル計は同一車両の脇に横方向に離隔した位置にとりつけ
ることができる。しかしながら、各プロフィル測定値の
間には横断的な勾配の関係が確立されないで、独立のま
まとなる。従って、重要な道路表面パラメータがわから
ないままとなる。類似の問題が、道路表面の走行方向の
勾配（ｆｏｒｅ／ａｒｔ）即ち傾斜を決定する際にある
。本発明の概略の目的は、これまでに述べた道路表面の
横断勾配及び／若しくは傾斜測定用の米国特許中に開示
された種類の装置及び方法を提供することにある。
本発明のより具体的な目的は、道路表面の離隔したプロ
フィルを測定し、そのプロフィル間の勾配若しくは傾斜
を自動的に決定するという開示された特性を有する装置
と方法を提供することにある０本発明の更に具体的な目
的はブロイル及び勾配の情報を上述のように実質的に測
定車の速度に依存せずに測定及び記憶するようになって
いる前述の記載の特性を有する装置と方法を提供するこ
とにある。
本発明によれば、離隔したプロフィルの測定値が得られ
、好適には同一測定車に間隔をあけて取付けな独立のプ
ロフィル計による。測定車はまた道路勾配（すなわち道
路の横断勾配及び若しくは走行方向の傾斜）に起因する
測定車の加速度を測定する設備と、プロフィル測定値間
の絶対高度差を決定する計算回路とを携帯する。この絶
対高度差信号を別々に記憶したり、個別に記憶したプロ
フィル測定値を分けておいたり、記憶したプロフィル測
定値の一つに加算したりできる。ここで開示する本発明
の好適実施例においては、勾配方向における測定車の総
合加速度を測定し、その値から測定車の動きに起因する
勾配方向における加速度の個別測定値を減算することに
より、個別プロフィルの高度差が決定される。
この差は専ら重力に起因する勾配の方向における測定車
の加速度である。横断勾配を決定するには、揺れ（ｙａ
ｗ）変換器の出力を横断方向加速度計（ｔｒａｎｓｖｅ
ｒｓｅ　ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ）の出力から減算
して専ら横方向の勾配の差に起因する測定車の横方向加
速度を表す信号を出力する。走行方向の傾斜を決定する
ためには、前進方向の測定車加速度が走行方向の加速度
計出力から減算される。小さな傾きについては、これら
の加速度の差は勾配角度をラジアンで近似する。上記引
用した従来技術をみてわかるように、ＧＨＲ文献に開示
した時間領域あるいは米国特許第４４２２３２２号に開
示された空間領域において、プロフィル計と加速度計は
高域沢波を行って周波数応答を改善する０本発明によれ
ば、横方向及び／若しくは走行方向の勾配に起因する加
速度の差信号は、一方若しくは双方のプロフィル測定値
と組合わせるのに先立って、上記高域ろ波と相補の関係
である低域ろ波を行う。ここで開示する本発明の好適実
施例では、すべての測定は空間領域にて行われ、記録さ
れる。
［発明の詳細な説明］ 第１図と第２図は、道路測定装置すなわち、横方向に離
隔する左車輪と右車輪に沿った道路プロフィルを測定す
るためとこの左右車輪間の横断勾配を測定するための本
発明による道路プロフィル測定器即ちプロフィル計１２
を装備した測定車１０を図示する。右側テロフィル曲は
架空の平面１４からの距離として測定され、この平面１
４は右後輪２１Ｒに隣接した測定車の跳躍慣性的質量に
取付けられた加速度計２ＯＲの慣性素子により画定され
る。
距離測定器すなわち変換器１６Ｒは、実際の道路表面１
８までの距Ｍ（Ｗ−Ｙ）Ｒを測定するために、加速度計
２ＯＲと共に車両１０の跳躍する質量に取付けられ、こ
の距離は測定車１０が道路表面上を走行する際に測定車
サスペンションシステム（図示せず）の関数として変動
する。変換器１６Ｒは道路に追従する輪にして別に牽引
される車両に取付けられた可変抵抗器の形をとってもよ
い、超音波、光学もしくは他の非接触な変換器もまた考
えられ、測定車１０自身に取付けてもよい、加速度計２
ＯＲは変換器１６Ｒと共に取付けられ、慣性の基準であ
る平面１４に対して直角の方向における測定車の跳躍す
る質量の加速度に応答して、加速度ＹＲを出力する。加
速度計２ＯＲと変換器１６Ｒはそれぞれの出力を道路プ
ロフィル計算機２２へと導く、道路プロフィル計算機２
２の出力−ＦＲは、適宜に空間的にｒ波して関係のある
重要な空間振動数成分（波長）としたプロフィルＷを示
し、データ記憶装置２４へ加えられる。
このデータ記憶装置２４はストリップチャートレコーダ
、磁気テープ記録機等を含んでもよい、道路プロフィル
計算機２２に加えられた信号しは操作者により予め選択
された所望のプロフィル測定波長の最大値を表わす。こ
こで述べる本発明の好適実施例においては、道路プロフ
ィル計１ｆｉ２２は空間領域専用に作動する。このよう
な空間領域動作は道路走行距離測定用の変換器２６から
受信される距離を示す一連のパルスＳの制御のもとに実
行され、この道路走行路１４測定用の変換器２６は測定
車輪の一つに適宜に取付けられて測定車が走行する予め
定めた固定の距離■に応答して固定の持続時間りを持つ
パルスＳを発生する。変換器２６は、たとえば走行距離
フィート当り２０個（約１センチメートル当り１．５パ
ルス）の割合（１／ｄＳ）で持続時間りのパルスＳを発
生するために適宜開口した円板に応答する光電カプラを
含んでもよい。この例では、従って、各パルスＳは０．
０５フイートの固定の距離ムを表す、続くパルス間の間
隔は測定車の速度と共に変動する。
もう１つの加速度計２０［ともう１つの変換器１６Ｌは
、測定車１０の左後輪２且の上方に取付けられていて、
各信号Ｙ［と（Ｗ−Ｙ）Ｌとを道路プロフィル計算機２
２に出力する。道路プロフィル計算Ｒ２２は計算を行い
、データ記憶装置２４へ左プロフィル信号ＷＦＬを加え
る。これまでに述べた範囲までは、加速度計２ＯＲと、
変換器１６Ｒと、道路プロフィル計算機２２と、データ
記憶装置２４と、変換器２６との組合わせと、加速度計
２ＯＬと、変換器１６Ｌと、道路プロフィル計算Ｉａ２
２と、データ記憶装置２４と変換器２６との組合わせは
米国特許第４４２２３２２号に開示及び特許請求された
発明と同一である。
前記特許の開示は動作の詳細説明用に本明細書中に盛込
んであり重複説明をしないこととする。
上述の如く注目した米国特許第３２６６３０２号とＧＨ
Ｒ文献は、全体としては、背景となる理論及び道路プロ
フィル測定動作全体に関して関係あるものであり、ここ
ではその目的のために盛込んである。
道路プロフィル計算機２２、データ記憶装置２４および
変換器２６を共有しているが、左右のプロフィルは、こ
れまでに述べた範囲内で、本質的には互いに独立して測
定され且つ記録されることがわかる。第１図と第２図で
説明した本発明の実施例によれば、測定及び記録された
道路プロフィル−ＦＲと鼾［の間の横断勾配を測定し且
つこれを左右のプロフィル間の絶対高度の差に翻訳する
。この絶対高度の差Ｊ（第２図）は別々にデータ記憶装
置２４に記録してもよいし、記録したプロフィルの間で
分けておいてもよいし、あるいはここに開示した現在好
適とされる実施例では、記録するに先立ってプロフィル
信号の一つ、具体的には左プロフィル信号ＮＦＬに、単
純に加算してもよい、このような横断勾配と変位を決定
するために、追加の変換器が備えられている。すなわち
横断加速度計２８（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ａｃｃｅｌ
ｅｒｏｍｅｔｅｒ）と揺れ率変換器３０（ｙａｗｒａｔ
ｅ）である、　横断加速度計２８は、測定車１０の傾き
に起因する重力により発生する横断加速度（ｔｒａｎｓ
ｖｅｒｓｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）と測定車１０
の曲線的な動きから生じる横断加速度とを加算したもめ
（総合加速度）を表す信号■を、道路プロフィル計算機
２２に出力する。揺れ率変換器３０は、道路表面に平行
な平均平面内における横断加速度計２８の角速度の測定
値として、道路プロフィル計算機２２に信号Ｗ（運動加
速度）を加える。道路プロフィル計算機２２は先ず絶対
高度差Ｊ　（道路表面勾配）を下式の関数として計算す
る。
Ｊ＝（Ｗ−Ｙ）Ｒ−（Ｗ−Ｙ）Ｌ ＋　　（Ｔ＊ｔａｎ（Ｋ１（Ｔ−に２＊　　ｗ傘　Ｖ）
））＋に３．、　　、　　、　　（３）ここで■は左右
加速度計２ＯＬ　、２０Ｒ（第２図）間すなわち左右プ
ロフィルの間の１ｌｌｉ断距離、■は式（２）の測定車
の速度、に１は横断加速度（■−に２＊ｗ＊　Ｖ）を横
断角度の傾き（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ａｎｏｕｌａｒ
　１ｎｃｌｉｎａｔｉ。
ｎ）に変換するための係数、に２は揺れ率Ｗと速度Ｖと
の積を横断加速度に変換するための係数、に３は既知の
高さの表面にてＪをゼロに設定するために校正した定数
である。
第３図はコンピュータ２２の左プロフィルＮＦＬを決定
するためのブロック線図である。（これに対応する右プ
ロフィル旺Ｒのブロック線図は好適には米国特許第４４
２２３２２号の第４図に一説明されたものと同一である
。） 第３図は、ｒ波器４０を除けば、米国特許第４４２２３
２２号の第４図と同様である。もつと具体的には、米国
特許第４４２２３２２号の空間領域の高域ろ波器は高域
ろ波器と低域ろ波器の組合わせろ波器４０により置換え
られる。プロフィル信号１４ＦＬには、従って、５業分
野で行われるように空間領域の高域Ｐ波をおこない、一
方絶対高度差信号Ｊには低域ろ波を行なう。ｒ波器ボー
ル■１、■２、■３は次の式により与えられる。
ＴＩ＝２（２π／Ｌ）　、　、　、　、　、　、　、　
、　、　（４）Ｔ２＝２（２ｚ／Ｌ）”、　、　、　、
　、　、　、　、　、　（５）Ｔ３＝（２π／Ｌ）３．
、　、　、　、　、　、　、　、　（６）ｒ波器ボール
は、高域ろ波器セクションと低域ろ波器セクションの双
方に共通であることに気付くであろう、従って高域Ｐ波
器と低域Ｐ波器は相補の関係にある。第４図は第２図の
ブロック図のＷＦＬの計算を行うソフトウェアフローチ
ャートである。（これに対応するｋＦＲ用のフローチャ
ートは米国特許第４４２２３２２号の第３図のものと同
一　となる、）第３図の処理を実行するＲＡＳＩＣで書
かれたプログラムは次のようになる。
１００　　！　　５ＴＡＲＴ １１０　　ＩＮＰＵＴ　　Ｌ １２０　１＝０ １３０　Ｈ＝０ １４０　Ｆ＝０ １５０　Ｄ＝０ １６０　Ｅ＝０ １７０　Ｐ＝０ １８０　Ｌ１＝０ １９０　　Ｌ１＝Ｌｉ÷Ｓ　　！　　５＝ｄｓ２００　
Ｔ１＝２１（２＊ＰＩ／１１）２１０　　Ｔ２・２本（
２＊ＰＩ／Ｌｌ）Ａ２２２０　Ｔ３＝（２＊ＰＩ／１１
）Ａ３２３０　　！　　ＨＡＳ　　ＤＩＳＴＡＮＣＥ　
　ｄｓ　　ＢＥＥＮ　　ＴＲＡＶＥＬＥＤ？２４０１Ｆ
　ＮＯＴＨＥＮ　２３０ ２５０　ＩＦ　ＹＥＳ　ＴＨＥＮ　２６０２６０　！　
ＲＥＡＤ　ＡＣＣＥＬＥＲＡＴＩＯ）ｌ　（ｙ２）２７
０　！　ＲＥＡＤ　ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ　（騨−
Ｙ）２７５　　！　　ＲＥＡＤ　ＥＬＥＶＡＴＩＯＮ　
ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥ　（Ｊ）２８０　！　ＲＥＡＤ　
ＥＬＡＰＳＥＤ　ＴＩ）ＩＥ　（ｄｔ）２９０　Ｖ＝Ｓ
／Ｔ　　！　　Ｔ＝ｄｔ３０ＯＡ＝Ｙ２／Ｖ”２ ３１０　１＝１−八＊５ ３２０　１１＝ト騨１本Ｔ１＊Ｓ＋Ｊ＊Ｔ１＊５３３０
　Ｆ＝Ｆ＋Ｗ１＊Ｔ２＊Ｓ＋ＪネＴ２＊５３４０　　Ｄ
＝Ｄ＋Ｗ１＊Ｔ３＊Ｓ４Ｊ傘１３本５３５０　　［＝Ｅ
ｆＤ本５ ３６０　Ｇ＝Ｆ＋Ｅ＋１ ３７０　ｐ＝ｐ＋ｃ本５ ３８０　　Ｙ１＝Ｐ＋Ｈ ３９０賀ｔ＝ｗ−ｙ−ｖ１！　ｗｔ＝訂４００　ＩＦ　
Ｌｌ−Ｌ　ＴＨＥＮ　２３０４１０　ＧＯＴｏ　１９０ ４２０　ＥＮＤ 高度差信号Ｊを低域ｒ波することの意味は、横断勾配測
定の全体的な意味と共に、第５Ａ−５Ｄ図を参照すると
明らかになるであろう、第５Ａ図において、左右車輪２
且、２１Ｒは共に水平面にあり、従ってプロフィル旺［
とＷＦＲは平坦である。左車輪２且への高度のステップ
入力は（第５８図）、高域ｒ波のみを仮定すると、始め
に鼾［をＪだけ変位するが、その後時間及び／若しくは
距離が経過した後に−ＦＲの振幅に戻る。第５Ｃ図では
、しかしながら、信号Ｊは全体としてはＮＦＬの高域ろ
波に対して相補の関係にある低域ろ波にかけられ、その
後ＷＦＬに加算され、第５０図にて示される複合すなわ
ち和信号の旺［は正確に左車輪２且のステップ入力を再
現している。
第６図は道路表面の走行方向の勾配すなわち傾斜を測定
するための本発明の実施例５０を示す、測定車５２は後
輪２１Ｒに隣接して取付けられた一組の第１の距離測定
用の変換器と加速度計１６Ｒ、２０Ｒと、前輪２１Ｆに
隣接する第２の距離測定用の変換器と加速度計１６Ｆ　
、２０Ｆとを有する。
道路プロフィル計算ｌ！２２は各変換器から信号（關−
Ｙ）Ｒ１（Ｗ−Ｙ）Ｆと加速度ＹＲとＹＦを受取り、デ
ータ記憶装置２４に出力を出す、道路プロフィル計算機
２２はまた入力信号りとＳを受信する。走行方向加速度
計５４は、傾いている加速度計に働く重力に起因する加
速度と測定車の速度変化から生じる加速度との和を表す
信号［を計算機２２へ出力する。（加速という用語は逆
すなわち減速を含んでいることがわかるであろう、） 単位路Ｍｄｓ間の走行方向の高度差である増分傾斜Ｈ（
道路表面勾配）は下式により与えられる。
Ｈ＝ （（（Ｗ−Ｙ）Ｆ−（Ｗ−Ｙ）Ｒ＋Ｓ＊ｔａｎ（に４（
Ｌ−ｄＶ／ｄｔ））＋に５）／５）ｄｓ、　、　、　、
　（７） ここでＳは走行方向の距離でありこの区間Ｓについて道
路プロフィル高度の絶対差が測定され、Ｋ４は走行方向
の加速度（Ｌ−ｄＶ／ｄｔ）を走行方向の傾斜角度に変
換するための係数であり、Ｋ５は既知の表面においてＨ
をゼロに設定するための校正定数である。
第７図は走行方向の高度差すなわち傾斜を右側プロフィ
ル信号ＷＦＲに加算するためのブロック図である。同一
の手順が鼾［についておこなわれる。
また、高度差Ｈは、高域ろ波器と低域Ｐ波器の組合わせ
ｒ波器６０にて、ＷＦＲの高域−波と相補の関係にある
低域ろ波にかけられる。第８図は第７図に対応するソフ
トウェアのフローチャートである。
この結果を達成するためにＲＡＳＩＣで書かれたプログ
ラムは前述のものと同一であるがＪに代わりＨを用いて
いる。
もちろん、本発明の好適実施例は増分傾斜Ｈと絶対高度
差Ｊの双方を計算し、これら双方を左後輪のプロフィル
−Ｆ［に加算することが理解されよう、下記のプログラ
ムはこの結果を達成するための前に開示したプログラム
に対する改変例であり、プログラムの残りは前に開示し
た通りである。
２７５１　　ＲＥＡＤ　ＥＬＥＶＡＴＩＯＮ　ＡＮＤ　
ＧＲＡＤＥ　ＤＩＦＦＥ−ＲＥＮＣＥＳ　（Ｊ　ａｎｄ
　Ｈ） ３２０　Ｈ＝Ｈ＋Ｗ１＊Ｔ１＊Ｓ＋（ＪＡＭ）宰Ｔ１１
Ｓ３３０　　Ｆ−Ｆ＋Ｗ１＊Ｔ１＊Ｓ÷（ＪＡＭ）本７
２＊５３４０　　Ｄ−Ｄ＋Ｗ１＊Ｔ１ネ３４（ＪＡＭ）
＊Ｔ３本Ｓ第９Ａ図と第９Ｂ図は本発明の傾斜測定の動
作を説明する。第９Ａ図において、後輪２１Ｒへの傾斜
変化のステップ入力は、始めにプロフィル−ＦＨにこの
ステップ入力に対応する変化を生じ、この変化はその後
時間及び／若しくは距離と共に減衰してゼロになる。し
かしながら、これに第９Ｂ図の低域ｒ波をおこなった信
号Ｈを加算することにより、後輪プロフィルＷＦＲの増
分値は安定となる。
本発明は空間領域の動作に関連して述べたが、このこと
は米国特許第４４２２３２２号に述べた理由で好ましい
とされるものであり、傾斜及び／若しくは横断勾配の測
定はまた、米国特許第３２６６３０２号とＧＨＲ文献明
細書等始めに記載した開示装置が動作する時間領域でも
直ちに実施できるのである。
横断勾配を測定することは、使用しようとする横断方向
の絶対参照値を、道路表面までの距離（ＩＩＩ−Ｙ）を
測定するための多数の距離測定装置により発生するもの
であり、この絶対参照値を使用して横断方向の粗さ、わ
だちの跡および地勢の測定値を取出す、道路表面のわだ
ち跡と横方向の地勢の測定値は道路保守と道路安全確認
手順にとって重要な入力を与えるものである。道路表面
のわだち跡と地勢の測定値は計装道路の保守費用を正確
に計算するための情報を与える。道路表面のわだち跡と
地勢の測定値を道路表面傾斜と組合わせると、測定した
道路表面地勢の排水能力を見積もるために必要な情報を
提供する。道路面の排水を妨げる道路表面地勢は、水が
水溜りに溜りがちであるので危険となり、車両が制動動
作中にハイドロプレーン状態を生じる。道路表面の横断
勾配の測定はまた高速道路技師に道路表面の横方向傾き
に関する情報を提供するもので、このことは、道路のカ
ーブになっている部分におけるバンキング（ｂａｎｋｉ
ｎｇ外側を高く内側を低くした傾斜）を正確に知ること
ができる０本開示の道路傾斜測定手段は道路の舗装地勢
の測定、道路の幾何学的形状および総合的な道路測量等
に応用される。舗装傾斜情報と舗装道路の横方向地勢を
組合わせて、その舗装面の排水能力を計算することがで
きる。舗装傾斜情報はまた、舗装横断勾配情報と組合わ
せて舗装面の形状を計算でき、その舗装面形状が所望の
基準に適合するかどうか決定できる。舗装傾斜、横断勾
配、曲率及び水準基票（ｂｅｎｃｈｉａｒｋ）データを
組合わせて大規模な舗装道路の調査に際し、全体的な形
状を文書化することができる。４Ｉｔ１断勾配測定と傾
斜とを用いて、道路プロフィルは簡単な幾何学的関数を
応用して地球の中心を通る線に関係づけられる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の一実施例によるプロフィル
計を装備した測定車のブロック線図であり、第３図は第
１図及び第２図にブロック線図の形で示した道路プロフ
ィル計算機のデジタル型実施例の機能を示すブロック線
図であり、第４図は第１図及び第２図に示す道路プロフ
ィル計算機のデジタル型実施例の計算機プログラムのフ
ローチャートであり、第５Ａ−５０図は第１−３図に示
す実施例の動作を説明するのための概略図であり、第６
図は本発明の第２の実施例のブロック線図であり、第７
図は第６図の道路プロフィル計算機のデジタル型実施例
の機能を示すブロック線図であり、第８図は第６図の道
路プロフィル計算機のプログラムのフローチャートであ
り、第９Ａ−９８図は第６−８図の実施例の動作を説明
するための概略図である。 １０、　、　、測定車、１２．　、　、プロフィル計、
　１４．。 、基準の平面、　１６１．１６Ｒ，１６Ｆ、、　、変換
器、　２０Ｌ、２０Ｒ，２０Ｆ、、、加速度計、　２１
Ｌ、、　、左後輪　２１Ｒ３０，右後輪、　２１Ｆ、、
　、前輪、　２２．　、　、道路プロフィル計算機、　
２４．　、　、データ記憶装置、２６、　、　、変換器
、　２８．　、　、横断加速度計、３０、　、　、　ｔ
ｌれ率変換器、４Ｇ、　、　、　Ｆ波器回路、５４、　
、　、走行方向加速度計、　ｊｏｏ、絶対高度差（道路
表面勾配）、　Ｈ５０，増分傾斜（道路表面特許出願人
　工ルソン　ビー・スパングラ−第１図 第５Ａ図 第５Ｂ図 第５Ｃ図 第５Ｄ図 叫明 第６図 第９Ａ図 第９Ｂ図 ？□

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）道路表面（１８）の上を推進されるようになって
    いる懸吊した質量を有する測定車（１０）を設けるステ
    ップと、該測定車（１０）が道路表面（１８）の上を推
    進されるときこの懸吊した質量から道路表面までの距離
    （Ｗ−Ｙ）を測定するステップと、該測定車（１０）が
    道路表面（１８）の上を推進されるとき該懸吊した質量
    の道路の表面に対して垂直の加速度（Ｙ）を決定するス
    テップと、該距離と該加速度との組合わせ関数として道
    路表面プロフィル（ＷＦ）を決定するステップとを含む
    道路表面プロフィル測定方法にして、該方法は更に、 道路表面の勾配の方向における該測定車の総合加速度（
    ■もしくは■）を測定することにより、道路表面の該勾
    配を測定するステップと、 該測定車の動きに起因する、該勾配の方向における運動
    加速度（ｗ若しくはｄＶ／ｄｔ）を測定するステップと
    、 該総合加速度と該運動加速度との差の関数として道路表
    面勾配（Ｊ若しくはＭ）を決定するステップとを含むこ
    とを特徴とする該道路表面プロフィル測定方法。 ２、道路表面プロフィルを決定する該ステップは該質量
    の道路表面に垂直の加速度を表す信号（■）を高域ろ波
    にかけるステップを含み、道路表面勾配を決定する該ス
    テップは、該差（Ｊ若しくはＭ）を表す信号を該高域ろ
    波と相補である低域ろ波にかけるステップを含むことを
    特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、該測定車（１０）が道路表面を推進されるとき該測
    定車（１０）上の２つの離隔した位置の各々にて、懸吊
    した質量から道路表面（１８）までの距離（（Ｗ−Ｙ）
    Ｌと（Ｗ−Ｙ）Ｒ、若しくは（Ｗ−Ｙ）Ｆと（Ｗ−Ｙ）
    Ｒ）を測定するステップと、 該測定車が道路表面を推進されるとき、該測定車（１０
    ）上の２つの離隔した該位置の各々にて、懸吊した質量
    の該道路表面に垂直の加速度（■Ｌと■Ｒ若しくは■Ｆ
    と■Ｒ）を決定するステップと、該距離（（Ｗ−Ｙ）Ｌ
    と（Ｗ−Ｙ）Ｒ、若しくは（Ｗ−Ｙ）Ｆと（Ｗ−Ｙ）Ｒ
    ）と該加速度（■Ｌと■Ｒ若しくは■Ｆと■Ｒ）の各関
    数として該各位置における道路表面プロフィル（ＷＦＲ
    とＷＦＬ若しくはＷＦＦとＷＦＲ）を決定するステップ
    と、 専ら重力に起因する該勾配の方向における該測定車の加
    速度を、該総合加速度（■若しくは■）と該運動加速度
    （ｗ若しくはｄＶ／ｄｔ）との間の差の関数として決定
    することにより該道路表面プロフィル間の道路表面の勾
    配を測定するステップと、該総合加速度と該運動加速度
    との差の関数として該道路表面プロフィル間の該道路表
    面勾配（Ｊ若しくはＭ）を決定するステップとを含む前
    記特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４、該道路表面プロフィルの勾配を決定する該ステップ
    は、該道路表面プロフィルの高度差を該測定車上の該位
    置間の距離と該加速度との差の関数として決定するステ
    ップを含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第３項
    記載の方法。 ５、該高度差を該道路表面プロフィルの１つと組合わせ
    ることにより該勾配を記憶するステップを更に含むこと
    を特徴とする前記特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、測定しようとする道路表面（１８）の上を推進され
    るようになっていて且つ懸吊した質量を有する測定車（
    １０）と、道路表面を走行する測定車の走行方向に対し
    て該測定車上の離隔した位置に配置され、各該位置にお
    ける道路表面に垂直な加速度と道路表面までの距離との
    各組合わせ関数として道路表面プロフィルを決定するプ
    ロフィル決定装置（１６Ｌ、２０Ｌ、１６Ｒ、２０Ｒ、
    若しくは２０Ｒ、１６Ｆ、２０Ｆ）と、該道路表面プロ
    フィル間の該道路表面の勾配を測定する勾配測定装置（
    ２２、２４、２６、２８、３０、若しくは２２、２４、
    ５４）とを含む道路表面プロフィル測定装置にして該道
    路表面に平行で測定車の該位置間に延びる方向で該測定
    車にかかる総合加速度（■若しくは■）を測定するため
    の装置（２８若しくは５４）と、該道路表面上の該測定
    車の動きに起因し、測定車の該位置間を延びる方向で該
    測定車にかかる運動加速度（ｗ若しくはｄＶ／ｄｔ）を
    測定するための装置（３０若しくは２２）と、 該総合加速度と該運動加速度との間の差の関数として、
    該道路表面プロフィル間の該道路表面勾配（Ｊ若しくは
    Ｍ）を決定するための装置（２２）を含むことを特徴と
    する該道路表面プロフィル測定装置。 ７、該勾配測定装置（２２、２４、２６、２８、３０若
    しくは２２、２４、５４）は、該加速度差と該道路表面
    に平行に測定された測定車の該位置間の距離（Ｔもしく
    はＳ）との関数として、該道路表面プロフィル間の高度
    の絶対差を測定するための装置（２２）を更に含むこと
    を特徴とする前記特許請求の範囲第６項記載の該道路表
    面プロフィル測定装置。 ８、該道路表面プロフィル決定装置（１６Ｌ、２０Ｌ、
    １６Ｒ、２０Ｒ、若しくは２０Ｒ、１６Ｆ、２０Ｆ）は
    測定車の走行方向に対して横方向に離隔した各位置に配
    置され、該勾配測定装置は該道路表面プロフィル間の道
    路表面の横断勾配（Ｊ）を測定することを特徴とする前
    記特許請求の範囲第７項記載の該道路表面プロフィル測
    定装置。 ９、該総合加速度（Ｔ）を測定するための横断加速度計
    （２８）と、該走行方向に対して横方向の傾きの角速度
    （Ｗ）を測定するための揺れ率変換器（３０）と、揺れ
    率（Ｗ）に測定車の速度を乗じた関数として該運動加速
    度を決定するための装置（２２）とを含むことを特徴と
    する前記特許請求の範囲第８項記載の該道路表面プロフ
    ィル測定装置。 １０、該道路表面プロフィル決定装置は、測定車の走行
    方向に離隔する各位置に配置され、該勾配測定装置は該
    道路表面プロフィル間の道路表面の傾斜（Ｍ）を測定す
    ることを特徴とする前記特許請求の範囲第７項記載の該
    道路表面プロフィル測定装置。 １１、該総合加速度（Ｌ）を測定するための走行方向加
    速度計（５４）と、該運動加速度（ｄＶ／ｄｔ）を該測
    定車の走行方向の速度（Ｖ）の関数として決定するため
    の装置（２２）とを含むことを特徴とする前記特許請求
    の範囲第１０項記載の方法。
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