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JP2015161580A - road surface inspection system and road surface inspection method - Google Patents

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JP2015161580A
JP2015161580A JP2014036838A JP2014036838A JP2015161580A JP 2015161580 A JP2015161580 A JP 2015161580A JP 2014036838 A JP2014036838 A JP 2014036838A JP 2014036838 A JP2014036838 A JP 2014036838A JP 2015161580 A JP2015161580 A JP 2015161580A
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JP
Japan
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road surface
measurement
surface inspection
data
vibration data
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Application number
JP2014036838A
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Japanese (ja)
Inventor
山本 正明
Masaaki Yamamoto
正明 山本
高行 秋山
Takayuki Akiyama
高行 秋山
洋輝 大橋
Hiroki Ohashi
洋輝 大橋
暁子 佐藤
Akiko Sato
暁子 佐藤
正治 先家
Masaharu Sakiie
正治 先家
村上 智一
Tomokazu Murakami
智一 村上
谷崎 正明
Masaaki Tanizaki
正明 谷崎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily measure an index of an accurate road surface independently of a measurement condition of an installation position or the like of an acceleration sensor in a road surface inspection system using the acceleration sensor.SOLUTION: A measurement device removably installed in a vehicle acquires a measurement condition and stores it into a first storage unit, measures vibration data of the vehicle during travel using a vibration measurement unit, measures position data of the vehicle using a position measurement unit and stores the vibration data and the position data into the first storage unit. A computer for calculating an index accepts the measurement condition, the vibration data, and the position data stored in the first storage unit and converts the vibration data into an acceleration displacement of sprung mass of a vibration model and converts the acceleration displacement of sprung mass into the index and stores the index and the position data into a second storage unit in association with each other.

Description

本発明は、道路を維持管理するための点検技術に関し、加速度センサを用いた路面点検システムに関する。   The present invention relates to an inspection technique for maintaining and managing a road, and relates to a road surface inspection system using an acceleration sensor.

路面点検システムとは、定期的に路面性状測定車で路面の凹凸変位(以降、路面プロファイル)を測定し、道路の保守を行う時期を判定している。路面プロファイルを測定する方法としては、レーザプロファイラや振動測定によるものが知られている。   The road surface inspection system periodically measures road surface unevenness displacement (hereinafter referred to as a road surface profile) with a road surface property measuring vehicle and determines when to perform road maintenance. As a method for measuring a road surface profile, a method using a laser profiler or vibration measurement is known.

レーザプロファイラは高価な上に、雨天時で路面が濡れることによってレーザプロファイラのレーザが乱反射し、正確な路面プロファイル測定が困難になる。このため、車両に設置した加速度センサで振動を測定し、車上の振動から路面プロファイルを測定する手法が知られている(例えば、特許文献1)。   The laser profiler is expensive, and when the road surface gets wet during rainy weather, the laser of the laser profiler is irregularly reflected, making it difficult to accurately measure the road surface profile. For this reason, a technique is known in which vibration is measured by an acceleration sensor installed in a vehicle, and a road surface profile is measured from vibration on the vehicle (for example, Patent Document 1).

特許文献1には、道路を走行している車体床部における鉛直方向の振動を時系列的に計測する振動計測手段(加速度センサ)と、この振動計測手段により時系列的に計測された前記車両本体床部の鉛直方向振動データを前記道路の路面変位データに変換するデータ変換手段と、このデータ変換手段により得られた路面変位データを出力するデータ出力手段とを具備したことを特徴とする路面診断装置が記載されている。また、前記特許文献1記載の従来技術には、路面の状態を日常的にかつ定量的に低コストで診断できる上、車両として特別仕様車を必要とせず、設備費、維持費などのコストもかからない路面診断方法を提供できると記載されている。   Patent Document 1 discloses a vibration measurement means (acceleration sensor) that measures vibrations in a vertical direction in a vehicle body floor portion traveling on a road in time series, and the vehicle measured in time series by the vibration measurement means. A road surface comprising data conversion means for converting vertical vibration data of the main body floor into road surface displacement data of the road, and data output means for outputting road surface displacement data obtained by the data conversion means. A diagnostic device is described. In addition, the prior art described in Patent Document 1 can diagnose the road surface condition on a daily and quantitative basis at a low cost, and does not require a special specification vehicle as a vehicle. It is described that a road surface diagnosis method that does not cost can be provided.

特開2004−108988号公報JP 2004-108988 A

前記従来例では、車両の床面の上部に振動計測器(加速度センサ)を取り付けて、携帯型パソコンからなるコントローラとGPS受信機とを車両に搭載し、コントローラと振動計測器及びコントローラとGPS受信機とをそれぞれ通信ケーブルで接続する構成となっている。振動計測器は予め設定された位置に設置する必要があり、設置位置を変更する場合には振動計測器の再設定などが必要となる。この再設定は、例えば、加速度センサの位置に関する諸元を再度測定し、設定するものであり、多大な労力を必要とする。   In the conventional example, a vibration measuring device (acceleration sensor) is attached to the upper part of the floor of the vehicle, and a controller and a GPS receiver made up of a portable personal computer are mounted on the vehicle. The machine is connected to each other with a communication cable. The vibration measuring instrument needs to be installed at a preset position. When the installation position is changed, the vibration measuring instrument needs to be reset. This resetting, for example, is to measure and set specifications relating to the position of the acceleration sensor again, and requires a great deal of labor.

さらに、前記従来例では、パソコンからなるコントローラとGPS受信機と振動計測器を車両へ持ち込んでからそれぞれ通信ケーブルで接続するため、路面プロファイル(または路面の凹凸の度合いを示す指標を)の測定を開始するまでに手間が掛かるという問題があった。   Furthermore, in the above-mentioned conventional example, since a controller comprising a personal computer, a GPS receiver, and a vibration measuring instrument are brought into the vehicle and then connected by a communication cable, a road surface profile (or an index indicating the degree of unevenness of the road surface) is measured. There was a problem that it took time and effort to get started.

以上を鑑み、本発明は、加速度センサを用いた路面点検システムに関して、加速度センサの設置位置等の測定条件によらず、正確な路面の指標を容易に測定することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to easily measure an accurate road surface index with respect to a road surface inspection system using an acceleration sensor regardless of measurement conditions such as an installation position of the acceleration sensor.

本発明は、路面の凹凸の度合いを示す指標を測定する路面点検システムであって、車両へ脱着可能な測定装置と、前記測定装置が取得した振動データと位置データ及び測定条件を読み込んで、路面の凹凸の度合いを示す指標を演算する計算機と、を備え、前記測定装置は、測定条件を取得する測定条件入力部と、振動データを測定する振動測定部と、車両の位置データを測定する位置測定部と、前記測定条件と前記振動データ及び前記位置データを格納する第1の記憶部と、を有し、前記計算機は、プロセッサと、第2の記憶部と、前記第1の記憶部に格納された前記測定条件と前記振動データ及び前記位置データを受け付けるデータ入力部と、前記振動データを振動モデルのばね上質量の加速度変位に変換する振動データ変換部と、前記ばね上質量の加速度変位を前記指標に変換する指標変換部と、前記指標と前記位置データを対応付けて格納する第2の記憶部と、を有し、前記振動データ変換部は、前記振動データをばね上質量の加速度変位へ変換する変換パラメータを、複数の前記測定条件のそれぞれについて予め設定し、前記受け付けた測定条件に対応する前記変換パラメータを選択し、当該選択した変換パラメータで前記振動データをばね上質量の加速度変位に変換する。   The present invention is a road surface inspection system for measuring an index indicating the degree of unevenness of a road surface, the measurement device detachable from a vehicle, the vibration data, the position data and the measurement conditions acquired by the measurement device, A calculator that calculates an index indicating the degree of unevenness of the measuring device, wherein the measuring device includes a measurement condition input unit that acquires measurement conditions, a vibration measurement unit that measures vibration data, and a position that measures vehicle position data. A measurement unit; and a first storage unit that stores the measurement condition, the vibration data, and the position data. The computer includes a processor, a second storage unit, and the first storage unit. A data input unit that receives the stored measurement conditions, the vibration data, and the position data; a vibration data conversion unit that converts the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass of a vibration model; An index conversion unit that converts acceleration displacement of the upper mass into the index, and a second storage unit that stores the index and the position data in association with each other, and the vibration data conversion unit stores the vibration data A conversion parameter for converting to an acceleration displacement of a sprung mass is set in advance for each of the plurality of measurement conditions, the conversion parameter corresponding to the received measurement condition is selected, and the vibration data is selected using the selected conversion parameter. Convert to acceleration displacement of sprung mass.

本発明により、低コストかつ高頻度に路面の指標を評価することが可能となる。また、加速度センサの設置位置などの測定条件によらず、正確な路面の指標を容易に測定し、評価することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to evaluate road surface indices at low cost and with high frequency. In addition, it is possible to easily measure and evaluate an accurate road surface index regardless of measurement conditions such as the installation position of the acceleration sensor.

本発明の第1の実施例を示し、路面点検システムの一例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of a road surface inspection system according to a first embodiment of this invention. 本発明の第1の実施例を示し、IRI変換装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a 1st Example of this invention and shows an example of an IRI converter. 本発明の第1の実施例を示し、路面点検システムで行われる処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a 1st Example of this invention and shows an example of the process performed with a road surface inspection system. 本発明の第1の実施例を示し、振動データの変換パラメータを生成する事前学習処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a 1st Example of this invention and shows an example of the prior learning process which produces | generates the conversion parameter of vibration data. 本発明の第1の実施例を示し、路面点検システムで行われる測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a 1st Example of this invention and shows an example of the measurement process performed with a road surface inspection system. 本発明の第1の実施例を示し、車両の振動モデルの一例を示すクォーターカーモデルである。1 is a quarter car model showing an example of a vehicle vibration model according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例を示し、測定条件入力部の画面イメージである。FIG. 2 is a screen image of a measurement condition input unit in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例を示し、測定装置の設置状態の入力画面の一例を示す画面イメージである。It is a screen image which shows the 1st Example of this invention and shows an example of the input screen of the installation state of a measuring apparatus. 本発明の第2の実施例を示し、測定条件を自動入力する測定装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a 2nd Example of this invention and shows an example of the measuring apparatus which inputs measurement conditions automatically. 本発明の第2の実施例を示し、測定装置の地磁気センサの測定軸を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of this invention and shows the measurement axis | shaft of the geomagnetic sensor of a measuring apparatus. 本発明の第3の実施例を示し、設置位置を自動入力する測定装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a 3rd Example of this invention and shows an example of the measuring apparatus which inputs an installation position automatically. 本発明の第4の実施例を示し、現在のIRIのみを使用した路面の補修要否判定方法例である。4 shows a fourth embodiment of the present invention, which is an example of a road surface repair necessity determination method using only the current IRI. 本発明の第41の実施例を示し、現在及び過去のIRIを使用した路面の補修の要否判定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 41st Example of this invention and shows an example of the necessity determination process of the road surface repair using the present and past IRI. 本発明の第4の実施例を示し、将来のIRIの予測グラフの一例を示す図である。It is a figure which shows the 4th Example of this invention and shows an example of the prediction graph of future IRI.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1は、本発明の路面点検システム2000の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、路面点検システム2000は、自動車などの車両800の車内に設置されて振動データを測定する測定装置810と、道路を管理する事務所200内に設置されて振動データを国際ラフネス指標(International Roughness Index:以下IRI)に変換するIRI変換装置206とを備える。IRI変換装置206は出力をデータベース201に記録し、IRI500を閲覧する入出力装置202を備える。そして、道路の管理者などが入出力装置202でIRIを参照することで、路面の補修の要否を判断するシステムである。尚、IRIとは、1989年に世界銀行が提案した路面の凹凸変位に関する評価指標である。なお、以下の説明では路面プロファイルとしてIRIを用いる例を示すが、これに限定されるものではなく、路面の凹凸変位を示す値であれば良い。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a road surface inspection system 2000 according to the present invention. As shown in FIG. 1, a road surface inspection system 2000 is installed in a vehicle 800 such as an automobile to measure vibration data, and is installed in an office 200 that manages roads to transmit vibration data internationally. And an IRI converter 206 for converting into an roughness index (International Roughness Index: hereinafter IRI). The IRI conversion device 206 includes an input / output device 202 that records the output in the database 201 and browses the IRI 500. A road administrator or the like refers to the IRI with the input / output device 202 to determine whether or not the road surface needs to be repaired. The IRI is an evaluation index related to the uneven displacement of the road surface proposed by the World Bank in 1989. In the following description, an example in which IRI is used as the road surface profile is shown, but the present invention is not limited to this, and any value indicating the uneven displacement of the road surface may be used.

測定装置810は、携帯端末として持ち運びでき、かつ、車両800へ脱着自在に構成される。測定装置810は、プロセッサ80と、メモリ803と、タッチパネル機能を備えたディスプレイ901と、GPS(Global Positioning System)受信機802と、加速度センサ(振動測定部)801と、データ出力部804とを有する。   The measuring device 810 can be carried as a mobile terminal and is detachable from the vehicle 800. The measuring device 810 includes a processor 80, a memory 803, a display 901 having a touch panel function, a GPS (Global Positioning System) receiver 802, an acceleration sensor (vibration measuring unit) 801, and a data output unit 804. .

IRI変換装置206は、データ転送部220を介して測定装置810が測定したデータを取得する。データ転送部220は、WiFi等の無線通信や、USB等の有線通信や、不揮発性記憶媒体で構成することができる。このため、IRI変換装置206のデータ入力部207と、測定装置810のデータ出力部804は、データ転送部220に応じたインターフェースで構成される。   The IRI conversion device 206 acquires data measured by the measurement device 810 via the data transfer unit 220. The data transfer unit 220 can be configured by wireless communication such as WiFi, wired communication such as USB, or a nonvolatile storage medium. Therefore, the data input unit 207 of the IRI conversion device 206 and the data output unit 804 of the measurement device 810 are configured with an interface corresponding to the data transfer unit 220.

測定装置810は、内蔵された加速度センサ801で、時系列の振動データ600を測定して、メモリ803に記録する。なお、加速度センサ801は、例えば、3軸加速度センサで構成されるが、少なくとも車体の上下(鉛直)方向の加速度を測定可能であれば良い。測定装置810に内蔵されたGPS受信機(位置測定部)802は、緯度と経度(以降、位置データという)を測位して、メモリ803に記録する。   The measuring device 810 measures time-series vibration data 600 with the built-in acceleration sensor 801 and records it in the memory 803. Note that the acceleration sensor 801 is constituted by, for example, a triaxial acceleration sensor, but it is sufficient that at least acceleration in the vertical (vertical) direction of the vehicle body can be measured. A GPS receiver (position measuring unit) 802 built in the measuring device 810 measures latitude and longitude (hereinafter referred to as position data) and records them in the memory 803.

メモリ803には、測定データ(振動データ600、位置データ610)の他に、測定条件入力部900を含む路面性状測定部90がプログラムとしてロードされ、プロセッサ80によって路面性状測定部90が実行されることで、振動データ600の測定が行われる。   In addition to the measurement data (vibration data 600, position data 610), the road surface property measuring unit 90 including the measurement condition input unit 900 is loaded as a program in the memory 803, and the road surface property measuring unit 90 is executed by the processor 80. Thus, the vibration data 600 is measured.

測定条件入力部900は、測定装置810の車内の設置位置等の測定条件700の入力を受け付け、測定条件700をメモリ803に記録する。データ出力部 804は、メモリ803に記録された振動データ600と位置データ610と測定条件700をIRI変換装置206へ出力する。   The measurement condition input unit 900 receives input of the measurement condition 700 such as the installation position of the measurement apparatus 810 in the vehicle, and records the measurement condition 700 in the memory 803. The data output unit 804 outputs the vibration data 600, the position data 610, and the measurement conditions 700 recorded in the memory 803 to the IRI converter 206.

尚、振動データ600と位置データ610と測定条件700は、無線通信や不揮発性記憶媒体を介してIRI変換装置206へ転送される。また、位置データ610は振動データ600を測定した位置を示し、振動データ600には位置データ610が対応付けられる。   The vibration data 600, the position data 610, and the measurement condition 700 are transferred to the IRI conversion device 206 via wireless communication or a nonvolatile storage medium. The position data 610 indicates the position where the vibration data 600 is measured, and the position data 610 is associated with the vibration data 600.

測定装置810としては、例えば、加速度センサや地磁気センサ等の複数センサを内蔵した多機能携帯端末(スマートフォンやタブレット)を使用することができる。
ここで、路面性状測定部90及び測定条件入力部900の各機能部はプログラムとしてメモリ803にロードされる。
As the measuring device 810, for example, a multifunctional mobile terminal (smart phone or tablet) incorporating a plurality of sensors such as an acceleration sensor and a geomagnetic sensor can be used.
Here, each functional unit of the road surface property measuring unit 90 and the measurement condition input unit 900 is loaded into the memory 803 as a program.

プロセッサ80は、各機能部のプログラムに従って処理することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、プロセッサ80は、路面性状測定プログラムに従って処理することで路面性状測定部90として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、プロセッサ80は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。   The processor 80 operates as a functional unit that provides a predetermined function by performing processing according to the program of each functional unit. For example, the processor 80 functions as the road surface property measuring unit 90 by performing processing according to the road surface property measuring program. The same applies to other programs. Furthermore, the processor 80 also operates as a function unit that provides each function of a plurality of processes executed by each program. A computer and a computer system are an apparatus and a system including these functional units.

IRI変換装置206のデータ入力部207は、測定装置810から出力された振動データ600と位置データ610と測定条件700を読み込み、振動データ変換部208へ送信する。   The data input unit 207 of the IRI conversion device 206 reads the vibration data 600, the position data 610, and the measurement condition 700 output from the measurement device 810, and transmits them to the vibration data conversion unit 208.

振動データ変換部208は、測定条件700(例えば、後部座席の床部に測定装置810を設置)で測定した振動データ600を、図6に示す車両のクォーターカー(Quarter Car:QC)モデルのばね上質量の加速度変位(z1”)に変換する。IRI変換部209は、QCシミュレーションを用いてばね上質量の加速度変位(z1”)をIRI500に変換し、位置データ610と対応付けてデータベース201に記録する。   The vibration data conversion unit 208 uses the vibration data 600 measured under the measurement condition 700 (for example, the measurement device 810 is installed on the floor of the rear seat) as the spring of the quarter car (QC) model of the vehicle shown in FIG. The acceleration displacement (z1 ″) of the upper mass is converted into the acceleration displacement (z1 ″) of the upper mass. The IRI conversion unit 209 converts the acceleration displacement (z1 ″) of the sprung mass into the IRI 500 using the QC simulation, and associates it with the position data 610 in the database 201. Record.

図2は、IRI変換装置206の一例を示すブロック図である。IRI変換装置206は、プロセッサ20と、メモリ21と、データ入力部207と、ストレージ装置22と、入出力装置202とを有する。入出力装置202は、ディスプレイとマウスやキーボードあるいはタッチパネルで構成することができる。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the IRI conversion device 206. The IRI conversion device 206 includes a processor 20, a memory 21, a data input unit 207, a storage device 22, and an input / output device 202. The input / output device 202 can be composed of a display and a mouse, keyboard or touch panel.

メモリ21には、振動データ変換部208と、IRI変換部209がプログラムとしてロードされ、プロセッサ20によって実行される。プロセッサ20は、各機能部のプログラムに従って処理することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、プロセッサ20は、振動データ変換プログラムに従って処理することで振動データ変換部208として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、プロセッサ20は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。   A vibration data conversion unit 208 and an IRI conversion unit 209 are loaded in the memory 21 as programs and executed by the processor 20. The processor 20 operates as a functional unit that provides a predetermined function by processing according to a program of each functional unit. For example, the processor 20 functions as the vibration data conversion unit 208 by performing processing according to the vibration data conversion program. The same applies to other programs. Furthermore, the processor 20 also operates as a functional unit that provides each function of a plurality of processes executed by each program. A computer and a computer system are an apparatus and a system including these functional units.

データ入力部207は、測定装置810から出力された測定データを受けて付けて、振動データ変換部208へ転送する。振動データ変換部208は、測定条件700に応じて測定した振動データ600を、図6のQCモデルのばね上質量の加速度変位(z1”)に変換する。IRI変換部209は、QCシミュレーションによりばね上質量の加速度変位(z1”)をIRI500に変換し、位置データ610と対応付けてストレージ装置22のデータベース201に記録する。   The data input unit 207 receives the measurement data output from the measurement device 810 and transfers it to the vibration data conversion unit 208. The vibration data conversion unit 208 converts the vibration data 600 measured according to the measurement condition 700 into the acceleration displacement (z1 ″) of the sprung mass of the QC model in FIG. 6. The IRI conversion unit 209 performs the spring analysis by QC simulation. The acceleration displacement (z1 ″) of the upper mass is converted into IRI 500 and recorded in the database 201 of the storage device 22 in association with the position data 610.

なお、振動データ変換部208や、IRI変換部209の各機能を実現するプログラム、テーブル等の情報は、ストレージ装置22や不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等の記憶デバイス、または、ICカード、SDカード、DVD等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。   Information such as programs and tables for realizing the functions of the vibration data conversion unit 208 and the IRI conversion unit 209 includes storage devices 22, nonvolatile semiconductor memories, hard disk drives, storage devices such as SSDs (Solid State Drives), Alternatively, it can be stored in a computer-readable non-transitory data storage medium such as an IC card, SD card, or DVD.

ストレージ装置22は、IRI500と位置データ610を管理するデータベース201と、複数の変換パラメータを有する変換パラメータリスト300を格納する。なお、図示の例では、IRI変換装置206のローカルなストレージ装置22の例を示したが、ネットワークを介して接続された外部のストレージ装置を用いることができる。   The storage device 22 stores a database 201 that manages the IRI 500 and the position data 610, and a conversion parameter list 300 having a plurality of conversion parameters. In the illustrated example, an example of the local storage device 22 of the IRI conversion device 206 is shown, but an external storage device connected via a network can be used.

図3は、路面点検システム2000で行われる路面点検の処理の一例を示すフローチャートである。まず、車両800に測定装置810を設置して、路面プロファイル(IRI500)が既知の路面を車両800で走行し、測定条件700(設置位置など)を変更しながら、測定装置810のパラメータを生成するためのデータを測定する。そして、IRI変換装置206では、測定条件700によって異なる振動データ600をQCモデルのばね上質量の加速度変位(z1”)に変換するためのパラメータ(以降、変換パラメータという)を生成する(ステップS100)。すなわち、ステップS100では、既知のIRI500(路面プロファイル)の道路(路面)を走行することで、測定装置810を搭載する位置毎の変換パラメータを生成する学習処理を行う。   FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a road surface inspection process performed by the road surface inspection system 2000. First, the measurement device 810 is installed in the vehicle 800, the vehicle 800 travels on a road surface with a known road surface profile (IRI 500), and the parameters of the measurement device 810 are generated while changing the measurement condition 700 (installation position, etc.). Measure data for. Then, the IRI converter 206 generates a parameter (hereinafter referred to as a conversion parameter) for converting the vibration data 600 that varies depending on the measurement condition 700 into the acceleration displacement (z1 ″) of the sprung mass of the QC model (step S100). That is, in step S100, a learning process for generating a conversion parameter for each position where the measuring device 810 is mounted is performed by traveling on a road (road surface) of a known IRI 500 (road surface profile).

次に、IRIの評価対象の路面を車両800で走行し、測定装置810が振動データ600と位置データ610を測定する。そして、IRI変換装置206は変換パラメータを用いて測定条件700で測定した振動データ500をばね上質量の加速度変位(z1”)に変換する。そして、IRI変換装置206は、ばね上質量の加速度変位(z1”)を基に、路面のIRI500を算出する(ステップS200)。最後に、IRI変換装置206は、入出力装置202にIRIを出力し、道路の管理者等はIRIを参考にして路面の補修の要否を判定する(ステップS300)。   Next, the vehicle 800 travels on the road surface subject to the IRI evaluation, and the measurement device 810 measures the vibration data 600 and the position data 610. Then, the IRI conversion device 206 converts the vibration data 500 measured under the measurement condition 700 into the acceleration displacement (z1 ″) of the sprung mass using the conversion parameter. The IRI conversion device 206 then converts the acceleration displacement of the sprung mass. Based on (z1 ″), the IRI 500 of the road surface is calculated (step S200). Finally, the IRI conversion device 206 outputs the IRI to the input / output device 202, and the road manager or the like determines whether or not the road surface needs to be repaired with reference to the IRI (step S300).

IRI変換装置206は、測定装置810から受け付けた測定データ(振動データ600と、位置データ610及び測定条件700)について、評価対象の全ての路面(または道路)についてIRIを算出したか否かを判定する(ステップS400)。IRIを算出すべき路面が残っていればステップS500へ進んで、異なる路面の測定データを選択してステップS200へ戻る。一方、全ての路面の測定データについてIRIの算出が完了していれば処理を終了する。   The IRI conversion device 206 determines whether or not the IRI has been calculated for all road surfaces (or roads) to be evaluated for the measurement data (vibration data 600, position data 610, and measurement conditions 700) received from the measurement device 810. (Step S400). If there is still a road surface on which IRI should be calculated, the process proceeds to step S500, and measurement data of a different road surface is selected, and the process returns to step S200. On the other hand, if the calculation of IRI is completed for all road surface measurement data, the process ends.

以上、一連のステップ(S200〜500)を、測定装置810から取得した測定データで、IRI変換装置206はIRIの評価対象となる全ての路面について実行する。   As described above, the IRI conversion device 206 executes the series of steps (S200 to S500) for all road surfaces to be evaluated by the IRI using the measurement data acquired from the measurement device 810.

図6は、車両の振動モデルの一例を示すクォーターカー(QC)モデルである。以下、QCモデルを参照して、IRI変換装置206で行われる振動データ600からIRI500への変換処理について説明する。   FIG. 6 is a quarter car (QC) model showing an example of a vehicle vibration model. Hereinafter, the conversion process from the vibration data 600 to the IRI 500 performed by the IRI converter 206 will be described with reference to the QC model.

IRI変換部205の処理としては、QC(Quarter Car:クォーターカー)シミュレーションを用いて、路面プロファイルをIRIに変換する。具体的には、図6に示した2軸4輪の車両800の1輪だけを取り出した仮想車両モデル(QCモデルという)を一定速度で路面上を走行させて、車両800が受ける上下方向の運動変位等を計算する。そして、車両800が受ける上下方向の運動変位の累積値(mm)と走行距離L(m)との比をIRIとする。   As processing of the IRI conversion unit 205, a road surface profile is converted into IRI using QC (Quarter Car) simulation. Specifically, a virtual vehicle model (referred to as a QC model) obtained by taking out only one of the two-axle four-wheel vehicle 800 shown in FIG. Calculate motion displacement. The ratio between the cumulative value (mm) of the vertical movement displacement received by the vehicle 800 and the travel distance L (m) is defined as IRI.

図6で示すように、ばね上質量(車輪1個で支持された車両重量)はm1、サスペンションの減衰率はc1、サスペンションのばね定数はk1、ばね下質量(車輪とタイヤの重量とサスペンションと車軸の1/2重量)はm2、タイヤのばね係数はk2、路面プロファイルはzp、バネ上質量の変位はz1、ばね下質量の変位はz2とする。また、QCモデルのパラメータを、ばね上質量m1で除算した値を、次の(1)〜(4)式で規定する。   As shown in FIG. 6, the sprung mass (vehicle weight supported by one wheel) is m1, the suspension damping factor is c1, the suspension spring constant is k1, and the unsprung mass (wheel and tire weight and suspension 1/2 weight of the axle) is m2, the spring coefficient of the tire is k2, the road profile is zp, the displacement of the sprung mass is z1, and the displacement of the unsprung mass is z2. Further, a value obtained by dividing the parameter of the QC model by the sprung mass m1 is defined by the following equations (1) to (4).

c1/m1=6.0 ・・・(1)
k1/m1=653 ・・・(2)
k2/m1=63.3 ・・・(3)
m2/m1=0.15 ・・・(4)
c1 / m1 = 6.0 (1)
k1 / m1 = 653 (2)
k2 / m1 = 63.3 (3)
m2 / m1 = 0.15 (4)

そして、QCモデルの運動方程式(5)、(6)式と、以下の(7)〜(11)式より、IRIを計算する。尚、vは、走行速度(例えば、80km/時)である。   Then, the IRI is calculated from the equations of motion (5) and (6) of the QC model and the following equations (7) to (11). Note that v is a traveling speed (for example, 80 km / hour).

m2z2”+c1(z2’−z1’)+k1(z2−z1)+k2(z2−zp)=0 ・・・(5)
m1z1”+c1(z1’−z2’)+k1(z1−z2)=0 ・・・(6)
z2”=d2z2/dt2 ・・・(7)
z1”=d2z1/dt2 ・・・(8)
z2’=dz2/dt ・・・(9)
z1’=dz1/dt ・・・(10)
m2z2 ″ + c1 (z2′−z1 ′) + k1 (z2−z1) + k2 (z2−zp) = 0 (5)
m1z1 ″ + c1 (z1′−z2 ′) + k1 (z1−z2) = 0 (6)
z2 ″ = d2z2 / dt2 (7)
z1 ″ = d2z1 / dt2 (8)
z2 ′ = dz2 / dt (9)
z1 ′ = dz1 / dt (10)

Figure 2015161580
Figure 2015161580

図4は、振動データの変換パラメータを生成する事前学習処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図3のステップS100で行われる処理の詳細を示す。図7に示すように、路面点検担当者が、車両800の車内における任意の位置(例えば、後部座席の床部)に測定装置810を設置する(ステップS101)。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of a pre-learning process for generating vibration data conversion parameters. This process shows details of the process performed in step S100 of FIG. As shown in FIG. 7, the road surface inspection person installs the measuring device 810 at an arbitrary position (for example, the floor portion of the rear seat) in the vehicle 800 (step S101).

そして、路面点検担当者が、測定装置810の路面性状測定部90を起動して、設置位置等の測定条件700(例えば、測定装置810の設置位置は、後部座席の床部)を測定条件入力部900で入力する(ステップS102)。測定装置810は、測定条件入力部900で受け付けた入力を測定条件700として設定する。   Then, a road surface inspection person activates the road surface property measuring unit 90 of the measuring device 810 and inputs a measurement condition 700 such as an installation position (for example, the installation position of the measuring device 810 is a floor portion of the rear seat). Input is performed by the unit 900 (step S102). The measurement apparatus 810 sets the input received by the measurement condition input unit 900 as the measurement condition 700.

そして、路面点検担当者は、加速度センサ801とGPS受信機802を起動して、振動データ600及び位置データ610の測定を開始する(ステップS103)。   Then, the road surface inspection person activates the acceleration sensor 801 and the GPS receiver 802 to start measurement of the vibration data 600 and the position data 610 (step S103).

次に、路面点検担当者は車両800を運転して路面プロファイルzpが既知である路面を所定の速度で走行する。この間、測定装置810は加速度センサ801が検出した振動データ600と、GPS受信機が検出した位置データ610を取得し、メモリ803に記録する(ステップS104)。走行終了後、路面点検担当者は、データ出力部804から振動データ600と位置データ610及び測定条件700を出力する(ステップS105)。データ転送部220が不揮発性記憶媒媒体(SDカード、USBメモリなど)の場合、データ入力部207とデータ出力部804は不揮発性記憶媒体のリーダライタで構成され、測定装置810は、メモリ803に記録された測定データ及び測定条件700をデータ出力部804から不揮発性記憶媒体に書き込む。   Next, the road surface inspection person drives the vehicle 800 and travels at a predetermined speed on the road surface whose road surface profile zp is known. During this time, the measuring device 810 acquires the vibration data 600 detected by the acceleration sensor 801 and the position data 610 detected by the GPS receiver and records them in the memory 803 (step S104). After the traveling, the road surface inspection person in charge outputs the vibration data 600, the position data 610, and the measurement condition 700 from the data output unit 804 (step S105). When the data transfer unit 220 is a nonvolatile storage medium (such as an SD card or a USB memory), the data input unit 207 and the data output unit 804 are configured by a reader / writer of a nonvolatile storage medium, and the measuring device 810 is stored in the memory 803. The recorded measurement data and measurement conditions 700 are written from the data output unit 804 to the nonvolatile storage medium.

そして、事務所200において、路面点検担当者が、IRI変換装置206のデータ入力部207から、不揮発性記憶媒体に記録した振動データ600と位置データ610と測定条件700を読み込ませる(ステップS106)。   Then, in the office 200, the person in charge of road surface inspection reads the vibration data 600, the position data 610, and the measurement conditions 700 recorded in the nonvolatile storage medium from the data input unit 207 of the IRI conversion device 206 (step S106).

そして、振動データ変換部208が、測定条件700で測定した振動データ600の周波数応答|fm|を算出する。また、振動データ変換部208は、QCシミュレーションを用いて、既知の路面プロファイルzpを入力したときのばね上質量の加速度変位(z1”)を導出する。そして、振動データ変換部208は、z1”の周波数応答|fq|を算出する。測定条件700で測定した振動データ600をz1”へ変換する変換パラメータ|H|を、次の(12)式で求める(ステップS107)。   Then, the vibration data conversion unit 208 calculates a frequency response | fm | of the vibration data 600 measured under the measurement condition 700. Further, the vibration data conversion unit 208 uses QC simulation to derive the acceleration displacement (z1 ″) of the sprung mass when the known road surface profile zp is input. The frequency response | fq | A conversion parameter | H | for converting the vibration data 600 measured under the measurement condition 700 into z1 ″ is obtained by the following equation (12) (step S107).

|H|=|fm|/|fq| ・・・(12)   | H | = | fm | / | fq | (12)

そして、振動データ変換部208は、測定条件700と変換パラメータ|H|とを紐付けた変換パラメータリスト300を保持する(ステップS108)。なお、変換パラメータリスト300は、ストレージ装置22に保持することができる。   Then, the vibration data conversion unit 208 holds the conversion parameter list 300 in which the measurement condition 700 and the conversion parameter | H | are linked (step S108). The conversion parameter list 300 can be stored in the storage device 22.

以上、測定装置810とIRI変換装置206は、上記のステップS101〜108の処理を、測定条件700を変更して実行する。全ての測定条件700について上記処理が完了すると、測定条件700毎の変換パラメータ|H|が変換パラメータリストに設定される。   As described above, the measurement apparatus 810 and the IRI conversion apparatus 206 execute the processing of steps S101 to S108 described above while changing the measurement condition 700. When the above processing is completed for all measurement conditions 700, the conversion parameter | H | for each measurement condition 700 is set in the conversion parameter list.

測定条件700の一つである測定装置810の設置位置は、例えば、図7で示すように車両の助手席の床部(L2)、後部座席床部(L4、C4、R4)、ダッシュボード上(L1、C1、R1)、助手席(L3)、後部座席(L5、C5、R5)などの測定装置810を設置可能な全ての位置を対象とすることができる。   For example, as shown in FIG. 7, the installation position of the measurement device 810, which is one of the measurement conditions 700, is on the passenger seat floor (L2), the rear seat floor (L4, C4, R4), and on the dashboard. (L1, C1, R1), front passenger seat (L3), rear seats (L5, C5, R5) and all other positions where measurement devices 810 can be installed can be targeted.

図7は、測定条件入力部900がディスプレイ901に出力する画面イメージ905である。   FIG. 7 is a screen image 905 that the measurement condition input unit 900 outputs to the display 901.

図7に示すように、測定条件入力部900は、ディスプレイ901に車両800の車内平面図などの測定条件入力画面を表示する。図示の例では、測定装置810としての多機能携帯端末のディスプレイ901は、タッチパネル機能を有しているため入出力装置として機能する。タッチパネル機能は、ディスプレイ901上において指でタッチした位置を検出する。そして、測定装置810のプロセッサ80は、測定条件入力部900の処理を実行してディスプレイ901上でタッチされた位置に応じて、ディスプレイ901の表示内容を更新する。   As shown in FIG. 7, the measurement condition input unit 900 displays a measurement condition input screen such as an interior plan view of the vehicle 800 on the display 901. In the illustrated example, the display 901 of the multi-function mobile terminal as the measuring device 810 functions as an input / output device because it has a touch panel function. The touch panel function detects a position touched with a finger on the display 901. Then, the processor 80 of the measurement apparatus 810 executes the process of the measurement condition input unit 900 and updates the display content of the display 901 according to the position touched on the display 901.

測定条件入力部900による測定条件の入力の手順としては、路面点検担当者が、ディスプレイ901に表示された車両800の車内平面図(905)の中で、測定装置810を設置する位置(例えば、助手席の床部L2)を指でタッチする。そして、多機能携帯端末のタッチパネル機能が、指でタッチした位置(助手席の床部L2)を検出する。その後、測定条件入力部900は、測定装置810の設置位置を助手席の床部L2と判定し、メモリ803へ測定条件700の一つとして記録する。   As a procedure for inputting measurement conditions by the measurement condition input unit 900, a road surface inspector in a plan view (905) of the vehicle 800 displayed on the display 901 installs the measurement device 810 (for example, Touch the floor L2) of the passenger seat with your finger. Then, the touch panel function of the multi-function mobile terminal detects a position touched with a finger (passenger seat floor L2). Thereafter, the measurement condition input unit 900 determines the installation position of the measurement device 810 as the passenger seat floor L2 and records it as one of the measurement conditions 700 in the memory 803.

図8は、測定装置810の設置状態の入力画面の一例を示す画面イメージ906である。次に、測定条件入力部900は、設置位置の入力が完了すると、ディスプレイ901に測定装置810の設置状態を入力する画面イメージ906を表示する。   FIG. 8 is a screen image 906 showing an example of an input screen for the installation state of the measuring apparatus 810. Next, when the input of the installation position is completed, the measurement condition input unit 900 displays a screen image 906 for inputting the installation state of the measurement device 810 on the display 901.

図8で示すように、路面点検担当者は、測定装置810の設置状態(例えば、測定装置810のディスプレイ901が、車両の天井方向を向いている設置状態A)を設置状態選択部904でタッチする。なお、設置状態Bは、測定装置810のディスプレイ901を車両後方へ向けた状態を示す。   As shown in FIG. 8, the road surface inspector touches the installation state selection unit 904 with the installation state of the measurement device 810 (for example, the installation state A in which the display 901 of the measurement device 810 faces the ceiling of the vehicle). To do. The installation state B indicates a state in which the display 901 of the measuring device 810 is directed toward the rear of the vehicle.

そして、測定装置810のタッチパネル機能が、指でタッチした位置(設置状態A)を検出する。その後、測定条件入力部900が、測定装置810の設置状態を設置状態選択部904から受けて付けて、メモリ803へ測定条件700の一つとして記録する。   Then, the touch panel function of the measuring device 810 detects a position (installation state A) touched with a finger. Thereafter, the measurement condition input unit 900 receives the installation state of the measurement apparatus 810 from the installation state selection unit 904 and records it as one of the measurement conditions 700 in the memory 803.

以上、測定条件の入力にて、測定装置810の設置位置及び設置状態を測定条件700として、測定装置810へ入力することが可能になる。   As described above, when the measurement condition is input, the installation position and the installation state of the measurement apparatus 810 can be input to the measurement apparatus 810 as the measurement condition 700.

また、測定条件入力部900は、図示しない画面により、路面点検担当者が、その他の測定条件を入力することも可能である。その他の測定条件としては、車両特性(車両重量、車軸重量、車輪重量、タイヤ重量、サスペンション重量、サスペンションの減衰率及びばね定数)や車両の走行速度、天気などがある。   In addition, the measurement condition input unit 900 allows a road surface inspection person to input other measurement conditions using a screen (not shown). Other measurement conditions include vehicle characteristics (vehicle weight, axle weight, wheel weight, tire weight, suspension weight, suspension damping rate and spring constant), vehicle travel speed, weather, and the like.

測定条件700に含まれる設置状態は、加速度センサ801が3軸加速度センサの場合、IRI変換装置206で振動データ600をQCモデルのばね上質量の加速度変位z1”へ変換する際に、X−Y−Z軸の何れの加速度(振動)データを利用するかを選択するための指標となる。   When the acceleration sensor 801 is a three-axis acceleration sensor, the installation state included in the measurement condition 700 is XY when the IRI conversion device 206 converts the vibration data 600 into the acceleration displacement z1 ″ of the sprung mass of the QC model. -It becomes an index for selecting which acceleration (vibration) data of the Z axis is used.

図5は、路面点検システム2000で行われる測定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図4のステップS200で実行される処理の詳細を示す。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of measurement processing performed in the road surface inspection system 2000. This process shows details of the process executed in step S200 of FIG.

図5に示すように、ステップS101〜S103では、上記図4のステップS101〜103と同様であり、車内の任意の位置に測定装置810を設置し、測定装置810を起動して加速度センサ801、GPS受信機802を機能させ、測定条件入力部900で測定条件700を入力する。   As shown in FIG. 5, steps S101 to S103 are the same as steps S101 to S103 in FIG. 4, and the measuring device 810 is installed at an arbitrary position in the vehicle, and the measuring device 810 is activated to start the acceleration sensor 801. The GPS receiver 802 is caused to function, and the measurement condition 700 is input by the measurement condition input unit 900.

次に、路面点検担当者は車両800を運転してIRIの評価対象の路面を所定の速度で走行する(S201)。この間、測定装置810は加速度センサ801が検出した振動データ600と、GPS受信機が検出した位置データ610を取得し、メモリ803に記録する(ステップS202)。走行が終了した後、路面点検担当者は、データ出力部804から振動データ600と位置データ610及び測定条件700を出力し、IRI変換装置206に測定データ及び測定条件700を転送する(ステップS203)。IRI変換装置206はデータ入力部207を介して測定データ及び測定条件700データを読み込む。   Next, the road surface checker drives the vehicle 800 and travels at a predetermined speed on the road surface subject to the IRI evaluation (S201). During this time, the measurement device 810 acquires the vibration data 600 detected by the acceleration sensor 801 and the position data 610 detected by the GPS receiver and records them in the memory 803 (step S202). After the traveling is finished, the road surface inspector outputs the vibration data 600, the position data 610, and the measurement condition 700 from the data output unit 804, and transfers the measurement data and the measurement condition 700 to the IRI converter 206 (step S203). . The IRI conversion device 206 reads measurement data and measurement condition 700 data via the data input unit 207.

IRI変換装置206では、振動データ変換部208が、図4の変換パラメータ|H|の生成処理で事前に生成しておいた変換パラメータリスト300の中から、測定条件700に紐付いた変換パラメータ|H|を選択する。振動データ変換部208は、例えば、読み込んだ測定条件700のうち、測定装置810の車内の設置位置と測定状態が一致する変換パラメータ|H|を選択する。   In the IRI conversion device 206, the vibration data conversion unit 208 converts the conversion parameter | H associated with the measurement condition 700 from the conversion parameter list 300 generated in advance by the generation processing of the conversion parameter | H | of FIG. Select |. For example, the vibration data conversion unit 208 selects a conversion parameter | H | that matches the installation position of the measurement device 810 in the vehicle and the measurement state from among the read measurement conditions 700.

そして、振動データ変換部208は次の(13)式で振動データ600(Am)を、QCモデルのばね上質量の加速度変位z1”に変換する(ステップS204)。   Then, the vibration data conversion unit 208 converts the vibration data 600 (Am) into the acceleration displacement z1 ″ of the sprung mass of the QC model by the following equation (13) (step S204).

z1”=Am/|H| ・・・(13)   z1 ″ = Am / | H | (13)

次に、IRI変換部209は、上述のQCシミュレーションを用いて、QCモデルのばね上質量の加速度変位z1”をIRI500に変換し(ステップS205)、IRI500と位置データ610と紐づけてデータベース201に記録する(ステップS206)。   Next, using the above-described QC simulation, the IRI conversion unit 209 converts the acceleration displacement z1 ″ of the sprung mass of the QC model into the IRI 500 (step S205), and associates the IRI 500 with the position data 610 in the database 201. Recording is performed (step S206).

以上より、路面点検毎に加速度センサを設置及び取り外す運用によって、加速度センサを内蔵した測定装置810の設置位置を変更する場合、路面点検システム2000は、加速度センサの設置位置などの測定条件によらず、正確なIRI(路面プロファイル)を評価することが可能になる。また、設備費及び維持費の高い路面性状測定車を使用することなく、低コストかつ高頻度でIRIを評価することが可能となる。   From the above, when the installation position of the measuring device 810 incorporating the acceleration sensor is changed by the operation of installing and removing the acceleration sensor for each road inspection, the road inspection system 2000 does not depend on the measurement conditions such as the installation position of the acceleration sensor. It is possible to evaluate an accurate IRI (road surface profile). In addition, it is possible to evaluate IRI at low cost and high frequency without using a road surface property measuring vehicle having high equipment costs and maintenance costs.

そして、本実施例1では、加速度センサ801やGPS受信機802を内蔵した多機能携帯端末で構成された測定装置810を用いることで、車両800への設置及び取り外しを極めて用意かつ迅速に行うことができる。これにより、路面点検の準備等に要する労力及び時間を大幅に低減できる。   In the first embodiment, by using the measuring device 810 composed of a multi-function mobile terminal with a built-in acceleration sensor 801 and GPS receiver 802, installation and removal from the vehicle 800 can be performed extremely quickly. Can do. Thereby, the labor and time required for preparation for road surface inspection and the like can be greatly reduced.

すなわち、前記従来例では、加速度センサを車両の所定の位置に取り付けて、携帯型パソコンのコントローラとGPS受信機とを車両に設置し、コントローラと加速度センサ及び受信機とをそれぞれ通信ケーブルで接続していた。これに対して、本発明では、多機能携帯端末の測定装置810を車内の任意の位置へ設置してから、路面性状測定部90を起動するだけであり、前記従来例に比して路面の点検作業の効率を大幅に向上させることが可能となる。   That is, in the conventional example, the acceleration sensor is attached to a predetermined position of the vehicle, the controller of the portable personal computer and the GPS receiver are installed in the vehicle, and the controller, the acceleration sensor, and the receiver are respectively connected by communication cables. It was. On the other hand, in the present invention, the measuring device 810 of the multifunctional portable terminal is installed at an arbitrary position in the vehicle, and then the road surface property measuring unit 90 is only activated. The efficiency of inspection work can be greatly improved.

また、上記実施例1では、振動データ600の測定に加速度センサ801を用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、レーザプロファイラ等で路面の変位を測定してもよい。   In the first embodiment, the example in which the acceleration sensor 801 is used to measure the vibration data 600 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the displacement of the road surface may be measured by a laser profiler or the like.

また、上記実施例1では、位置データ610の測定にGPS受信機802を用いる例を示したが、これに限定されるものではなく、慣性航法装置などで緯度及び経度を測定しても良い。   In the first embodiment, the GPS receiver 802 is used to measure the position data 610. However, the present invention is not limited to this, and the latitude and longitude may be measured by an inertial navigation device or the like.

前記実施例1における測定条件700(測定装置の設置位置と設置状態)の入力を簡易にするため、測定条件700の自動入力を可能とする測定装置820を第2の実施例として図9に示す。図9は、測定条件を自動入力する測定装置の一例を示すブロック図である。   In order to simplify the input of the measurement condition 700 (installation position and installation state of the measurement apparatus) in the first embodiment, a measurement apparatus 820 that enables automatic input of the measurement condition 700 is shown as a second embodiment in FIG. . FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a measurement apparatus that automatically inputs measurement conditions.

図9に示すように、測定装置820は、測定条件700を手動で入力する前記実施例1の測定装置810の測定条件入力部900の代わりとして、測定条件推定部910と地磁気センサ920を備える。なお、測定条件推定部910は、測定条件入力部900に含まれていても良い。   As shown in FIG. 9, the measurement device 820 includes a measurement condition estimation unit 910 and a geomagnetic sensor 920 instead of the measurement condition input unit 900 of the measurement device 810 of the first embodiment that manually inputs the measurement condition 700. The measurement condition estimation unit 910 may be included in the measurement condition input unit 900.

尚、測定装置820は、例えば、加速度センサ801や地磁気センサ920等の複数センサを内蔵した多機能携帯端末(スマートフォンやタブレット)を使用する。また、地磁気センサ(方角測定部)920は、図10に示すように直交する3軸(X軸、Y軸、Z軸)の方角を測定する。なお、地磁気センサ920は基準となる軸(例えばX軸)の方角を取得するようにしてもよい。   Note that the measuring device 820 uses, for example, a multi-function mobile terminal (smart phone or tablet) incorporating a plurality of sensors such as an acceleration sensor 801 and a geomagnetic sensor 920. Further, the geomagnetic sensor (direction measuring unit) 920 measures the directions of three orthogonal axes (X axis, Y axis, Z axis) as shown in FIG. The geomagnetic sensor 920 may acquire the direction of a reference axis (for example, the X axis).

図10は、測定装置820の地磁気センサ920の測定軸を示す図である。測定条件推定部910は、測定条件700の一つとして地磁気センサ920が測定した設置状態(方角)をメモリ803へ記録する。   FIG. 10 is a diagram illustrating a measurement axis of the geomagnetic sensor 920 of the measurement apparatus 820. The measurement condition estimation unit 910 records the installation state (direction) measured by the geomagnetic sensor 920 as one of the measurement conditions 700 in the memory 803.

尚、車両の天井方向の軸(図10のZ軸)は、方角の情報がない。したがって、測定条件推定部910は、車両800の鉛直振動(振動データ600)を取得できる方向を、地磁気センサ920のZ軸方向と判定可能である。よって、仮に加速度センサ801の3軸が、地磁気センサ920の3軸と同じ向きの場合、鉛直振動(振動データ600)を取得可能な加速度センサ801の軸は、Z軸となる。図示の例では、Y軸の方角が0度、X軸の方角が90度、Z軸の方角がなし、と設定される。   Note that there is no direction information for the axis in the ceiling direction of the vehicle (Z-axis in FIG. 10). Therefore, the measurement condition estimation unit 910 can determine the direction in which the vertical vibration (vibration data 600) of the vehicle 800 can be acquired as the Z-axis direction of the geomagnetic sensor 920. Therefore, if the three axes of the acceleration sensor 801 are in the same direction as the three axes of the geomagnetic sensor 920, the axis of the acceleration sensor 801 capable of acquiring vertical vibration (vibration data 600) is the Z axis. In the illustrated example, the Y-axis direction is set to 0 degrees, the X-axis direction is set to 90 degrees, and the Z-axis direction is set to none.

次に、測定条件700の一つである設置位置の自動入力方法としは、測定条件推定部910が加速度センサ801(測定装置810)の設置位置における振動データ600の周波数応答に基づいて、車両800内の設置位置を推定することができる。   Next, as an automatic input method of the installation position which is one of the measurement conditions 700, the measurement condition estimation unit 910 is based on the frequency response of the vibration data 600 at the installation position of the acceleration sensor 801 (measurement device 810). The installation position inside can be estimated.

具体的には、路面点検の事前準備として、特定の設置位置に測定装置820を設置して、特定の路面301を車両800で走行する。尚、特定の路面301は、車両800が路面点検開始前に毎回走行する路面(例えば車両800の車庫前等の路面)とする。   Specifically, as a preliminary preparation for road surface inspection, the measuring device 820 is installed at a specific installation position, and the vehicle 800 travels on the specific road surface 301. The specific road surface 301 is a road surface on which the vehicle 800 travels every time before the road surface inspection is started (for example, a road surface in front of the garage of the vehicle 800).

そして、測定条件推定部910が、加速度センサ801から取得した振動データ600から周波数応答|f1|を算出し、測定装置820の設置位置と紐づけてメモリ803に記録する。同様に、測定装置820の設置位置を変更し、全ての設置位置における周波数応答|f1|を算出して測定装置820の設置位置と紐づけてメモリ803に記録する。尚、走行速度は一定とする。また、なお、測定装置820の全ての設置位置は、図7に示すL1〜L6、C1〜C6、R1〜R6とした。   Then, the measurement condition estimation unit 910 calculates the frequency response | f1 | from the vibration data 600 acquired from the acceleration sensor 801, and associates it with the installation position of the measurement device 820 and records it in the memory 803. Similarly, the installation positions of the measurement devices 820 are changed, and the frequency responses | f1 | at all the installation locations are calculated, linked to the installation locations of the measurement devices 820, and recorded in the memory 803. The traveling speed is constant. In addition, all the installation positions of the measuring apparatus 820 were L1-L6, C1-C6, and R1-R6 shown in FIG.

路面点検日の点検直前に、路面点検担当者は、任意の設置位置に測定装置820を設置して、特定の路面301を車両800で走行する。そして、測定条件推定部910は、加速度センサ801が検出した振動データ600から周波数応答|f2|を算出する。その後、測定条件推定部910は、メモリ803に記録された複数の周波数応答|f1|から、算出した周波数応答|f2|と最も相関の高い周波数応答を探索する。そして、測定条件推定部910は、最大相関値の周波数応答|f1|と紐づく設置位置を測定装置820の設置位置として推定する。そして、測定条件推定部910は、測定条件700の一つとして推定した設置位置をメモリ803へ記録する。これにより、測定装置820の車両800上の設置位置が設定される。   Immediately before the inspection on the road surface inspection day, the road surface inspection person installs the measuring device 820 at an arbitrary installation position and travels on the specific road surface 301 by the vehicle 800. Then, the measurement condition estimating unit 910 calculates a frequency response | f2 | from the vibration data 600 detected by the acceleration sensor 801. Thereafter, the measurement condition estimation unit 910 searches for a frequency response having the highest correlation with the calculated frequency response | f2 | from a plurality of frequency responses | f1 | recorded in the memory 803. Then, the measurement condition estimating unit 910 estimates the installation position associated with the frequency response | f1 | of the maximum correlation value as the installation position of the measurement device 820. Then, the measurement condition estimation unit 910 records the installation position estimated as one of the measurement conditions 700 in the memory 803. Thereby, the installation position on the vehicle 800 of the measuring apparatus 820 is set.

以上、本実施例2は、測定条件700(測定装置の設置位置と設置状態)を自動的に入力(設定)可能にする。よって、実施例2において、路面点検担当者が測定条件700を手動で入力する手間を不要にし、測定条件700の入力を簡易にすることができる。   As described above, in the second embodiment, the measurement condition 700 (installation position and installation state of the measurement apparatus) can be automatically input (set). Therefore, in the second embodiment, it is not necessary for the road surface inspection person to manually input the measurement condition 700, and the input of the measurement condition 700 can be simplified.

なお、測定条件推定部910が、振動データ600から周波数応答|f2|を算出するタイミングは、例えば、GPS受信機802が、特定の路面301を通過したことを検出したときや、特定の路面301の直近で、路面点検担当者等が測定装置820に所定の指令を入力したとき等であれば良い。この場合、測定装置820には、特定の路面301の座標(開始位置及び終了位置)を予め設定しておけばよい。   Note that the timing at which the measurement condition estimation unit 910 calculates the frequency response | f2 | from the vibration data 600 is, for example, when the GPS receiver 802 detects that the specific road surface 301 is passed, or when the specific road surface 301 is detected. As long as the person in charge of road surface inspection inputs a predetermined command to the measuring device 820, etc. In this case, the coordinates (start position and end position) of the specific road surface 301 may be set in the measurement device 820 in advance.

測定装置830の設置位置を自動的に入力する方法を前記実施例2とは異なる方法で実現する例を図11に示す。図11は、設置位置を自動入力する測定装置830の一例を示すブロック図である。   FIG. 11 shows an example in which a method for automatically inputting the installation position of the measuring device 830 is realized by a method different from that in the second embodiment. FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a measuring device 830 that automatically inputs an installation position.

図11に示すように、測定装置830は、前記実施例2の測定装置820に対して、近距離無線デバイス930を追加する。その他の構成は、前記実施例1と同様である。近距離無線デバイス930は、例えばIEEE802.15.1や無線LANの無線通信に対応したデバイスであり、車両800に搭載されたカーナビゲーション等に内蔵された近距離無線通信装置の送信電波の強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)を測定する。   As illustrated in FIG. 11, the measurement apparatus 830 adds a short-range wireless device 930 to the measurement apparatus 820 of the second embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The short-range wireless device 930 is a device that supports, for example, IEEE 802.15.1 or wireless LAN wireless communication, and the strength of transmission radio waves of a short-range wireless communication device built in a car navigation or the like mounted on the vehicle 800 ( Measure RSSI (Received Signal Strength Indicator).

また、測定装置830は、例えば加速度センサや地磁気センサ、近距離無線デバイスを内蔵した多機能携帯端末(スマートフォン)を使用する。   Moreover, the measuring apparatus 830 uses, for example, a multi-function mobile terminal (smart phone) that includes an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, or a short-range wireless device.

測定条件700の一つである設置位置を自動的に入力する方法は、測定条件推定部910が測定装置830の設置位置において近距離無線デバイス930が検出した近距離無線通信の電波強度に基づいて、車内の設置位置を推定する。なお、測定条件推定部910は、前記実施例1の測定条件入力部900に含まれていても良い。   A method of automatically inputting an installation position as one of the measurement conditions 700 is based on the radio field strength of short-range wireless communication detected by the short-range wireless device 930 at the installation position of the measurement apparatus 830 by the measurement condition estimation unit 910. Estimate the installation position in the car. The measurement condition estimation unit 910 may be included in the measurement condition input unit 900 of the first embodiment.

具体的には、路面点検の事前準備として、特定の設置位置に測定装置830を設置して、測定条件推定部910が、近距離無線デバイス930から電波強度RSSI1を取得し、特定の設置位置と紐づけてメモリ803に記録する。同様に、測定装置830の設置位置を変更して、全ての設置位置における電波強度RSSI1を測定する。そして、設置位置毎に測定した電波強度RSSI1を特定の設置位置に対応付けてメモリ803に記録する。   Specifically, as a preliminary preparation for road surface inspection, the measurement device 830 is installed at a specific installation position, the measurement condition estimation unit 910 acquires the radio field intensity RSSI1 from the short-range wireless device 930, and the specific installation position It is linked and recorded in the memory 803. Similarly, the installation position of the measuring device 830 is changed, and the radio field intensity RSSI1 at all installation positions is measured. Then, the radio field intensity RSSI1 measured for each installation position is recorded in the memory 803 in association with the specific installation position.

路面点検の当日、路面点検担当者は、測定装置830を任意の位置に設置する。そして、測定条件推定部910が、近距離無線デバイス930から電波強度RSSI2を取得する。測定条件推定部910が、電波強度RSSI2を測定するタイミングは、例えば、測定装置830の設置が完了し、路面性状測定部90の起動が完了した時点や、路面点検担当者等が測定装置830に所定の指令を入力したとき等、所定のタイミングで電波強度RSSI2を測定すればよい。   On the day of the road surface inspection, the road surface inspection person installs the measuring device 830 at an arbitrary position. Then, the measurement condition estimation unit 910 acquires the radio field intensity RSSI2 from the short-range wireless device 930. The timing at which the measurement condition estimation unit 910 measures the radio field intensity RSSI2 is, for example, the time when the installation of the measurement device 830 is completed and the start of the road surface property measurement unit 90 is completed, or a road surface inspection person or the like contacts the measurement device 830. The radio field intensity RSSI2 may be measured at a predetermined timing, such as when a predetermined command is input.

その後、測定条件推定部910は、メモリ803に記録された複数の電波強度RSSI1から、現在測定した電波強度RSSI2と最も近い電波強度RSSI3を探索する。そして、測定条件推定部910は、電波強度RSSI3を測定した測定装置830の設置位置をメモリ803から取得し、測定装置830の設置位置として推定する。そして、測定条件推定部910は、測定条件700の一つとして推定した設置位置をメモリ803へ記録する。   Thereafter, the measurement condition estimation unit 910 searches the radio field strength RSSI3 closest to the currently measured radio field strength RSSI2 from the plurality of radio field strengths RSSI1 recorded in the memory 803. Then, the measurement condition estimation unit 910 acquires the installation position of the measurement device 830 that measured the radio field intensity RSSI3 from the memory 803, and estimates the installation position of the measurement device 830. Then, the measurement condition estimation unit 910 records the installation position estimated as one of the measurement conditions 700 in the memory 803.

以上、本実施例3は、近距離無線デバイス930が検出した車両800の近距離無線の電波強度RSSIを用いて、測定条件700(測定装置の設置位置)を自動的に入力可能にする。よって、実施例2及び実施例3によって、路面点検担当者が測定条件700のうち設置位置及び設置状態を手動で手入力する手間を不要にし、測定条件700の入力を簡易にすることができる。   As described above, in the third embodiment, the measurement condition 700 (installation position of the measurement apparatus) can be automatically input using the near field radio field strength RSSI of the vehicle 800 detected by the near field wireless device 930. Therefore, according to the second and third embodiments, it is unnecessary to manually input the installation position and the installation state among the measurement conditions 700 by the road surface inspection person, and the measurement conditions 700 can be easily input.

前記実施例1〜3において、道路管理者(または路面点検担当者)は、入出力装置202でデータベース201に記録された現在及び過去のIRI500を閲覧して、路面の補修の要否を判定する。なお、IRI変換装置206は、データベース201にIRI500と位置データ610を格納する際に、位置データ610を測定した日時を付加する。   In the first to third embodiments, the road administrator (or road surface inspection person) browses the current and past IRI 500 recorded in the database 201 by the input / output device 202 and determines whether or not the road surface needs to be repaired. . The IRI conversion device 206 adds the date and time when the position data 610 is measured when storing the IRI 500 and the position data 610 in the database 201.

まず、現在のIRI500のみを使用した路面の補修要否の判定方法を図12に示す。図12に示すように、IRI500の評価結果は、車両800の走行軌跡上の位置データP1〜P5毎に丸印で表示する。また、各位置データにおけるIRI500が大きいほど、丸印を大きく表示する。よって、丸印の半径が大きいほど、路面のIRIが大きいことを意味する。また、点線で描画した丸印は、IRIが規定値以上(閾値を超える値)であることを意味する。   First, FIG. 12 shows a method for determining whether or not a road surface needs to be repaired using only the current IRI 500. As shown in FIG. 12, the evaluation result of IRI 500 is displayed as a circle for each position data P <b> 1 to P <b> 5 on the travel locus of vehicle 800. Further, the larger the IRI 500 in each position data, the larger the circle is displayed. Therefore, the larger the radius of the circle, the larger the IRI of the road surface. A circle drawn with a dotted line means that IRI is equal to or greater than a specified value (a value exceeding a threshold value).

よって、道路管理者は、入出力装置202でデータベース201に記録された現在のIRI500を閲覧して、点線で描画された丸印の位置(P2,P3)は、補修要と判断する。さらに、丸印の大きい位置ほど、路面の補修優先度が高いと判断する。   Therefore, the road administrator views the current IRI 500 recorded in the database 201 by the input / output device 202, and determines that the positions (P2, P3) of the circles drawn with dotted lines are in need of repair. Further, it is determined that the higher the circle mark, the higher the repair priority of the road surface.

次に、現在及び過去のIRI500を使用した路面の補修の要否を判定する処理の一例を示すフローチャートを図13に示す。この処理は、入出力装置202からの指令に応じてIRI変換装置206が実行する。   Next, FIG. 13 is a flowchart showing an example of processing for determining whether or not road surface repair is required using the current and past IRI 500. This process is executed by the IRI conversion device 206 in response to a command from the input / output device 202.

IRI変換装置206は、道路管理者が入出力装置202で指定した位置(位置データ)の路面データを受け付けて、現在(または直近)のIRI500と、過去(直近以前)のIRI500をデータベース201から取得した後に、図13の処理を実行する。なお、IRI変換装置206は、指定された路面の位置において、過去のIRI500を複数取得しても良い。   The IRI conversion device 206 receives the road surface data at the position (position data) designated by the road manager using the input / output device 202, and acquires the current (or most recent) IRI 500 and the past (before the most recent) IRI 500 from the database 201. Then, the process of FIG. 13 is executed. Note that the IRI conversion device 206 may acquire a plurality of past IRIs 500 at the designated road surface position.

IRI変換装置206は、現在のIRI500が予め設定した規定値以上であるか否かを判定する(ステップS401)。現在のIRI500が規定値以上の場合、路面の補修が必要と判定する(ステップS406)。   The IRI conversion device 206 determines whether or not the current IRI 500 is equal to or greater than a preset specified value (step S401). If the current IRI 500 is greater than or equal to the specified value, it is determined that the road surface needs to be repaired (step S406).

一方、現在のIRI500が規定値未満の場合、ステップS402へ進む。ステップS402で、IRI変換装置206は、過去のIRI500と現在のIRI500を比較し、将来のIRI500を予測する(ステップS402)。具体的には、図14に示すように、過去及び現在IRI500を基に、近似関数を作成して未来のIRIを推定する。なお、図14は、将来のIRIの予測グラフの一例を示す図である。例えば、IRI変換装置206は、近似関数の時間(日時)に対するIRI500の変化量(例えば比例係数)を基に、将来のIRI500を計算する。つまり、記録されたIRI500の日時(時系列)の変化量から将来のIRI500を推定する。なお、将来とは、現在から1年後または2年後などの未来の所定の日時を指す。   On the other hand, if the current IRI 500 is less than the specified value, the process proceeds to step S402. In step S402, the IRI conversion apparatus 206 compares the past IRI 500 with the current IRI 500, and predicts the future IRI 500 (step S402). Specifically, as shown in FIG. 14, an approximate function is created based on the past and present IRI 500 to estimate the future IRI. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a future IRI prediction graph. For example, the IRI converter 206 calculates the future IRI 500 based on the amount of change (for example, a proportional coefficient) of the IRI 500 with respect to the time (date and time) of the approximate function. That is, the future IRI 500 is estimated from the recorded date / time (time series) change amount of the IRI 500. The future refers to a predetermined date and time in the future such as one year or two years from the present.

そして、IRI変換装置206は、将来のIRI500が規定値以上であるか否かを判定する(ステップS403)。IRI変換装置206は、将来のIRI500が既定値未満の場合、補修不要と判断する(ステップS405)。   Then, the IRI conversion device 206 determines whether or not the future IRI 500 is greater than or equal to a specified value (step S403). If the future IRI 500 is less than the predetermined value, the IRI conversion device 206 determines that the repair is unnecessary (step S405).

一方、IRI変換装置206は、将来のIRI500が規定値以上の場合、隣接する位置の路面で補修が必要か否かを判定する(ステップS404)。この判定は、隣接する位置の路面のIRI500をデータベース201から読み込んで、上記ステップS401と同様の判定を行えば良い。   On the other hand, if the future IRI 500 is greater than or equal to the specified value, the IRI conversion device 206 determines whether or not repair is necessary on the road surface at the adjacent position (step S404). This determination may be performed by reading the IRI 500 of the road surface at an adjacent position from the database 201 and performing the same determination as in step S401.

そして、IRI変換装置206は、将来のIRI500が規定値以上で、かつ、隣接する位置の路面の補修が必要であると判定した場合、当該路面の補修も必要と判定する(ステップS405)。一方、IRI変換装置206は、将来のIRI500が規定値以上であっても、隣接する位置の路面の補修が不要と判定した場合は、当該路面の補修は不要と判定する(ステップS405)。   When the IRI conversion device 206 determines that the future IRI 500 is equal to or greater than the specified value and the road surface at the adjacent position needs to be repaired, the IRI conversion device 206 determines that the road surface needs to be repaired (step S405). On the other hand, if it is determined that the repair of the road surface at the adjacent position is unnecessary even if the future IRI 500 is equal to or greater than the specified value, the IRI conversion device 206 determines that the repair of the road surface is not necessary (step S405).

したがって、本実施例4によれば、現在及び過去のIRI500を路面の補修の要否判定に利用することが可能となる。また、過去のIRI500を利用する事により、将来のIRI500を予測可能となる。したがって、近い将来に路面補修が必要な路面Aが、現在路面補修が必要な路面Bと隣接している場合、路面A及びBを同時に路面補修工事する。よって、路面Aと路面Bを別々の時期(近い時期)に補修するよりも、路面Aと路面Bを同時に補修した方が、工事のコストを低減可能になる。   Therefore, according to the fourth embodiment, the current and past IRIs 500 can be used for determining whether or not road surface repair is necessary. Further, by using the past IRI 500, the future IRI 500 can be predicted. Therefore, when the road surface A that requires road surface repair in the near future is adjacent to the road surface B that currently requires road surface repair, the road surfaces A and B are repaired simultaneously. Therefore, it is possible to reduce the construction cost by repairing the road surface A and the road surface B at the same time, rather than repairing the road surface A and the road surface B at different times (closer times).

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

上記実施例1〜4では、路面の凹凸の度合いを示す指標としてIRIを用いる例を示したが、IRIに代わって路面プロファイルや路面の変位等の他の指標を用いてもよい。   In the first to fourth embodiments, an example in which IRI is used as an index indicating the degree of unevenness on the road surface is shown, but other indexes such as a road surface profile and a road surface displacement may be used instead of IRI.

なお、本発明において説明した計算機等の構成、処理部及び処理手段等は、それらの一部又は全部を、専用のハードウェアによって実現してもよい。   The configuration of the computer, the processing unit, the processing unit, and the like described in the present invention may be partially or entirely realized by dedicated hardware.

また、本実施例で例示した種々のソフトウェアは、電磁的、電子的及び光学式等の種々の記録媒体(例えば、非一時的な記憶媒体)に格納可能であり、インターネット等の通信網を通じて、コンピュータにダウンロード可能である。   In addition, the various software exemplified in the present embodiment can be stored in various recording media (for example, non-transitory storage media) such as electromagnetic, electronic, and optical, and through a communication network such as the Internet. It can be downloaded to a computer.

<補足>
路面の凹凸の度合いを示す指標を算出する計算機であって、
プロセッサと、
第2の記憶部と、
車両の振動データと位置データ及び測定条件を受け付けるデータ入力部と、
前記振動データを振動モデルのばね上質量の加速度変位に変換する振動データ変換部と、
前記ばね上質量の加速度変位を前記指標に変換する指標変換部と、
前記指標と前記位置データを対応付けて格納する第2の記憶部と、を有し、
前記振動データ変換部は、
前記振動データをばね上質量の加速度変位へ変換する変換パラメータを、複数の前記測定条件のそれぞれについて予め設定し、前記受け付けた測定条件に対応する前記変換パラメータを選択し、当該選択した変換パラメータで前記振動データをばね上質量の加速度変位に変換することを特徴とする計算機。
<Supplement>
A calculator that calculates an index indicating the degree of unevenness on the road surface,
A processor;
A second storage unit;
A data input unit for receiving vehicle vibration data, position data, and measurement conditions;
A vibration data converter for converting the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass of a vibration model;
An index conversion unit that converts acceleration displacement of the sprung mass into the index;
A second storage unit that stores the index and the position data in association with each other,
The vibration data converter is
A conversion parameter for converting the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass is preset for each of the plurality of measurement conditions, the conversion parameter corresponding to the received measurement condition is selected, and the selected conversion parameter is used. A computer which converts the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass.

20、80 プロセッサ
21、803 メモリ
22 ストレージ装置
201 データベース
202 入出力装置
206 IRI変換装置
207 データ入力部
208 振動データ変換部
209 IRI変換部
300 路面
500 IRI
600 振動データ
610 位置データ
800 車両
801 加速度センサ
802 GPS受信機
804 データ出力部
810、820、830 測定装置
900 測定条件入力部
901 ディスプレイ
2000 路面点検システム
20, 80 Processor 21, 803 Memory 22 Storage device 201 Database 202 Input / output device 206 IRI converter 207 Data input unit 208 Vibration data converter 209 IRI converter 300 Road surface 500 IRI
600 Vibration data 610 Position data 800 Vehicle 801 Acceleration sensor 802 GPS receiver 804 Data output unit 810, 820, 830 Measurement device 900 Measurement condition input unit 901 Display 2000 Road surface inspection system

Claims (15)

路面の凹凸の度合いを示す指標を測定する路面点検システムであって、
車両へ脱着可能な測定装置と、
前記測定装置が取得した振動データと位置データ及び測定条件を読み込んで、路面の凹凸の度合いを示す指標を演算する計算機と、を備え、
前記測定装置は、
測定条件を取得する測定条件入力部と、
振動データを測定する振動測定部と、
車両の位置データを測定する位置測定部と、
前記測定条件と前記振動データ及び前記位置データを格納する第1の記憶部と、を有し、
前記計算機は、
プロセッサと、
第2の記憶部と、
前記第1の記憶部に格納された前記測定条件と前記振動データ及び前記位置データを受け付けるデータ入力部と、
前記振動データを振動モデルのばね上質量の加速度変位に変換する振動データ変換部と、
前記ばね上質量の加速度変位を前記指標に変換する指標変換部と、
前記指標と前記位置データを対応付けて格納する第2の記憶部と、を有し、
前記振動データ変換部は、
前記振動データをばね上質量の加速度変位へ変換する変換パラメータを、複数の前記測定条件のそれぞれについて予め設定し、前記受け付けた測定条件に対応する前記変換パラメータを選択し、当該選択した変換パラメータで前記振動データをばね上質量の加速度変位に変換することを特徴とする路面点検システム。
A road surface inspection system for measuring an index indicating the degree of unevenness of a road surface,
A measuring device detachable from the vehicle;
A computer that reads vibration data, position data, and measurement conditions acquired by the measurement device, and calculates an index indicating the degree of unevenness on the road surface,
The measuring device is
A measurement condition input unit for acquiring measurement conditions;
A vibration measurement unit for measuring vibration data;
A position measuring unit for measuring vehicle position data;
A first storage unit that stores the measurement conditions, the vibration data, and the position data;
The calculator is
A processor;
A second storage unit;
A data input unit for receiving the measurement conditions, the vibration data, and the position data stored in the first storage unit;
A vibration data converter for converting the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass of a vibration model;
An index conversion unit that converts acceleration displacement of the sprung mass into the index;
A second storage unit that stores the index and the position data in association with each other,
The vibration data converter is
A conversion parameter for converting the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass is preset for each of the plurality of measurement conditions, the conversion parameter corresponding to the received measurement condition is selected, and the selected conversion parameter is used. A road surface inspection system, wherein the vibration data is converted into an acceleration displacement of a sprung mass.
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記測定装置は、
路面プロファイルが既知の路面を前記車両で走行して測定した振動データを、複数の測定条件のそれぞれについて取得し、
前記振動データ変換部は、
前記複数の測定条件のそれぞれについて取得した前記振動データから、各測定条件に対応する変換パラメータを生成し、保持することを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The measuring device is
Vibration data measured by running the vehicle on a road surface with a known road surface profile is obtained for each of a plurality of measurement conditions,
The vibration data converter is
A road surface inspection system that generates and holds conversion parameters corresponding to each measurement condition from the vibration data acquired for each of the plurality of measurement conditions.
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記計算機は、
前記指標と所定の基準値を比較して、前記指標が前記基準値以上の場合は、前記指標に対応する前記位置データの路面で補修が必要であると判定することを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The calculator is
A road surface inspection system that compares the index with a predetermined reference value and determines that repair is necessary on the road surface of the position data corresponding to the index when the index is equal to or greater than the reference value. .
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記測定条件入力部は、
前記測定条件として、前記測定装置の設置位置、前記測定装置の設置状態、車両重量、車軸重量、車輪重量、タイヤ重量、サスペンション重量、サスペンションの減衰率及びばね定数及び車両の走行速度の中から少なくとも一つを選択することを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The measurement condition input unit
The measurement conditions include at least one of the installation position of the measurement device, the installation state of the measurement device, vehicle weight, axle weight, wheel weight, tire weight, suspension weight, suspension damping rate and spring constant, and vehicle traveling speed. A road surface inspection system characterized by selecting one.
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記測定装置は、
当該測定装置の所定の軸の方角を測定する方角測定部をさらに有し、
前記測定条件は、
前記測定装置の設置状態を含み、
前記測定条件入力部は、
前記方角測定部が測定した前記軸の方角を、前記設置状態として設定することを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The measuring device is
A direction measuring unit that measures the direction of a predetermined axis of the measuring device;
The measurement conditions are:
Including the installation state of the measuring device;
The measurement condition input unit
The road surface inspection system, wherein the direction of the axis measured by the direction measuring unit is set as the installation state.
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記測定条件は、
前記測定装置の設置位置を含み、
前記測定条件入力部は、
特定の路面を走行したときの第1の周波数応答を、複数の前記設置位置のそれぞれについて予め設定しておき、
前記測定装置を車両に設置してから、前記特定の路面を走行したときに振動データを取得し、当該振動データから第2の周波数応答を算出し、当該第2の周波数応答に対応する前記第1の周波数応答から当該測定装置の設置位置を推定し、前記設置位置として設定する測定条件推定部を含むことを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The measurement conditions are:
Including the installation position of the measuring device;
The measurement condition input unit
A first frequency response when traveling on a specific road surface is set in advance for each of the plurality of installation positions,
After the measurement device is installed in the vehicle, vibration data is acquired when traveling on the specific road surface, a second frequency response is calculated from the vibration data, and the second frequency response corresponding to the second frequency response is obtained. A road surface inspection system including a measurement condition estimation unit that estimates an installation position of the measurement apparatus from the frequency response of 1 and sets the measurement apparatus as the installation position.
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記車両は、
無線通信装置を有し、
前記測定条件は、
前記測定装置の設置位置を含み、
前記測定装置は、
前記無線通信装置の送信電波の強度を測定する無線デバイスを含み、
前記測定条件入力部は、
複数の前記設置位置のそれぞれについて、前記無線デバイスが測定した前記強度を第1の強度として予め設定しておき、所定のタイミングとなったときに前記無線デバイスで第2の強度を測定し、当該第2の強度に対応する前記第1の強度から当該測定装置の設置位置を推定し、前記設置位置として設定する測定条件推定部を含むことを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The vehicle is
A wireless communication device;
The measurement conditions are:
Including the installation position of the measuring device;
The measuring device is
Including a wireless device for measuring the intensity of a transmission radio wave of the wireless communication device,
The measurement condition input unit
For each of the plurality of installation positions, the intensity measured by the wireless device is set in advance as a first intensity, and when the predetermined timing is reached, the second intensity is measured by the wireless device, A road surface inspection system including a measurement condition estimating unit that estimates an installation position of the measurement apparatus from the first intensity corresponding to a second intensity and sets the measurement apparatus as the installation position.
請求項1に記載の路面点検システムであって、
前記計算機は、
前記指標と前記位置データと測定した日時を対応付けて前記第2の記憶部へ格納し、特定の位置データについて前記指標を取得し、前記取得した前記指標の時系列の変化から未来の所定の日時の指標を推定することを特徴とする路面点検システム。
The road surface inspection system according to claim 1,
The calculator is
The index, the position data, and the measured date and time are associated with each other and stored in the second storage unit, the index is acquired for specific position data, and a predetermined future time is determined from the time-series change of the acquired index. Road surface inspection system characterized by estimating date and time indicators.
路面の凹凸の度合いを示す指標を測定する路面点検方法であって、
脱着自在に車両へ設置された測定装置が測定条件を取得して第1の記憶部へ格納する第1のステップと、
前記測定装置が、走行中の前記車両の振動データを振動測定部で測定し、前記車両の位置データを位置測定部で測定し、前記振動データと位置データを前記第1の記憶部へ格納する第2のステップと、
プロセッサと第2の記憶部とを備えて前記指標を演算する計算機が、前記第1の記憶部に格納された前記測定条件と前記振動データ及び前記位置データを受け付ける第3のステップと、
前記計算機が、前記振動データを振動モデルのばね上質量の加速度変位に変換する第4のステップと、
前記計算機が、前記ばね上質量の加速度変位を前記指標に変換する第5のステップと、
前記計算機が、前記指標と前記位置データを対応付けて第2の記憶部へ格納する第6のステップと、を含み、
前記第4のステップは、
前記振動データをばね上質量の加速度変位へ変換する変換パラメータを、複数の前記測定条件のそれぞれについて予め設定し、前記受け付けた測定条件に対応する前記変換パラメータを選択し、当該選択した変換パラメータで前記振動データをばね上質量の加速度変位に変換することを特徴とする路面点検方法。
A road surface inspection method for measuring an index indicating the degree of unevenness of a road surface,
A first step in which a measurement device installed in the vehicle detachably acquires measurement conditions and stores the measurement conditions in a first storage unit;
The measurement device measures vibration data of the vehicle while traveling by a vibration measurement unit, measures position data of the vehicle by a position measurement unit, and stores the vibration data and position data in the first storage unit. A second step;
A computer comprising a processor and a second storage unit for calculating the index, a third step of receiving the measurement conditions, the vibration data and the position data stored in the first storage unit;
A fourth step in which the calculator converts the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass of a vibration model;
A fifth step in which the calculator converts acceleration displacement of the sprung mass into the index;
A sixth step in which the calculator stores the index and the position data in association with each other in a second storage unit;
The fourth step includes
A conversion parameter for converting the vibration data into an acceleration displacement of a sprung mass is preset for each of the plurality of measurement conditions, the conversion parameter corresponding to the received measurement condition is selected, and the selected conversion parameter is used. A road surface inspection method, wherein the vibration data is converted into acceleration displacement of a sprung mass.
請求項9に記載の路面点検方法であって、
前記変換パラメータは、
路面プロファイルが既知の路面を前記車両で走行して前記測定装置が測定した振動データを、複数の測定条件のそれぞれについて取得し、前記計算機が前記測定装置から複数の測定条件のそれぞれについて前記振動データを取得して、各測定条件に対応する変換パラメータを生成し、予め設定したことを特徴とする路面点検方法。
The road surface inspection method according to claim 9,
The conversion parameter is:
Vibration data measured by the measurement device while traveling on a road surface with a known road surface profile is acquired for each of a plurality of measurement conditions, and the vibration data is acquired from the measurement device for each of the plurality of measurement conditions. A road surface inspection method characterized in that a conversion parameter corresponding to each measurement condition is generated and set in advance.
請求項9に記載の路面点検方法であって、
前記計算機が、前記指標と所定の基準値を比較して、前記指標が前記基準値以上の場合は、前記指標に対応する前記位置データの路面で補修が必要であると判定する第7のステップをさらに含むことを特徴とする路面点検方法。
The road surface inspection method according to claim 9,
A seventh step in which the computer compares the index with a predetermined reference value, and determines that repair is necessary on the road surface of the position data corresponding to the index when the index is equal to or greater than the reference value; The road surface inspection method characterized by further including.
請求項9に記載の路面点検方法であって、
前記第1のステップは、
前記測定条件として、前記測定装置の設置位置、前記測定装置の設置状態、車両重量、車軸重量、車輪重量、タイヤ重量、サスペンション重量、サスペンションの減衰率及びばね定数及び車両の走行速度の中から少なくとも一つを選択することを特徴とする路面点検方法。
The road surface inspection method according to claim 9,
The first step includes
The measurement conditions include at least one of the installation position of the measurement device, the installation state of the measurement device, vehicle weight, axle weight, wheel weight, tire weight, suspension weight, suspension damping rate and spring constant, and vehicle traveling speed. A road surface inspection method characterized by selecting one.
請求項9に記載の路面点検方法であって、
前記測定装置は、当該測定装置の所定の軸の方角を測定する方角測定部をさらに有し、
前記測定条件は、前記測定装置の設置状態を含み、
前記第1のステップは、
前記方角測定部が測定した前記軸の方角を、前記設置状態として設定することを特徴とする路面点検方法。
The road surface inspection method according to claim 9,
The measuring device further includes a direction measuring unit that measures a direction of a predetermined axis of the measuring device,
The measurement conditions include an installation state of the measurement device,
The first step includes
A road surface inspection method, wherein the direction of the axis measured by the direction measuring unit is set as the installation state.
請求項9に記載の路面点検方法であって、
前記測定条件は、前記測定装置の設置位置を含み、
前記第1のステップは、
特定の路面を走行したときの第1の周波数応答を、複数の前記設置位置のそれぞれについて予め設定しておき、前記測定装置を車両に設置してから、前記特定の路面を走行したときに振動データを取得し、当該振動データから第2の周波数応答を算出し、当該第2の周波数応答に対応する前記第1の周波数応答から当該測定装置の設置位置を推定し、前記設置位置として設定することを特徴とする路面点検方法。
The road surface inspection method according to claim 9,
The measurement condition includes an installation position of the measurement device,
The first step includes
A first frequency response when traveling on a specific road surface is set in advance for each of the plurality of installation positions, and vibration is generated when traveling on the specific road surface after the measurement device is installed in a vehicle. Data is acquired, a second frequency response is calculated from the vibration data, an installation position of the measurement device is estimated from the first frequency response corresponding to the second frequency response, and set as the installation position A road surface inspection method characterized by that.
請求項9に記載の路面点検方法であって、
前記車両は、無線通信装置を有し、
前記測定条件は、前記測定装置の設置位置を含み、
前記測定装置は、前記無線通信装置の送信電波の強度を測定する無線デバイスを有し、
前記第1のステップは、
複数の前記設置位置のそれぞれについて、前記無線デバイスが測定した前記強度を第1の強度として予め設定しておき、所定のタイミングとなったときに前記無線デバイスで第2の強度を測定し、当該第2の強度に対応する前記第1の強度から当該測定装置の設置位置を推定し、前記設置位置として設定することを特徴とする路面点検方法。
The road surface inspection method according to claim 9,
The vehicle has a wireless communication device,
The measurement condition includes an installation position of the measurement device,
The measurement apparatus includes a wireless device that measures the intensity of a transmission radio wave of the wireless communication apparatus,
The first step includes
For each of the plurality of installation positions, the intensity measured by the wireless device is set in advance as a first intensity, and when the predetermined timing is reached, the second intensity is measured by the wireless device, A road surface inspection method, wherein an installation position of the measuring device is estimated from the first intensity corresponding to a second intensity and set as the installation position.
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