(57)【要約】【課題】検出器を計測車両の任意の位置に、任意の姿勢で設置できるようにするとともに、計測中に計測結果の信頼性を評価できるようにするとともに、計測車両の左右両側を同時に計測できるようにする。【解決手段】本発明の路面性状計測装置は、計測装置の構成に振動検出器と、計測車両の振動特性を推定する装置と、振動検出器の計測車両への設置姿勢を推定する装置と、路面性状を算出する装置と、を備え、計測するときには、任意の車両を計測車両として使用し、振動検出器を計測車両の任意の１箇所に、任意の姿勢で設置し、計測しないときには、計測装置の全体、または計測装置の構成要素の一部を、計測車両から取り外すことが可能で、計測車両の振動特性と、振動検出器の計測車両への設置姿勢と、のいずれについても計測装置へ入力または設定することなく、計測車両を、路面性状を計測したい道路上を走行させることで、路面性状を計測する。【選択図】図１
2014077257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の平坦、隆起、陥没、段差などの路面性状を計測する路面性状計測装置において、計測装置の構成に振動検出器と、計測車両の振動特性を推定する装置と、振動検出器の計測車両への設置姿勢を推定する装置と、路面性状を算出する装置と、を備え、計測するときには、任意の車両を計測車両として使用し、振動検出器を計測車両の任意の１箇所に、任意の姿勢で設置し、計測しないときには、計測装置の全体、または計測装置の構成要素の一部を、計測車両から取り外すことが可能で、計測車両の振動特性と、振動検出器の計測車両への設置姿勢と、のいずれについても計測装置へ入力または設定することなく、計測車両を、路面性状を計測したい道路上を走行させることで、路面性状を計測することを特徴とする路面性状計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載された路面性状計測装置において、計測車両として前輪と後輪を持つ車両を使用し、計測装置の構成に、前輪サスペンション上部における上下運動と後輪サスペンション上部における上下運動とをそれぞれ算出する装置を備え、路面性状を、振動検出器を計測車両の前輪位置または後輪位置のいずれかに設置したときと同等の計測精度で計測することを特徴とする路面性状計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載された路面性状計測装置において、計測装置の構成に、前輪下部における路面変位量と後輪下部における路面変位量とを比較することで計測結果に信頼性を示す情報を付与する装置を備え、路面性状の計測結果に計測の信頼性を示す情報を付与することを特徴とする路面性状計測装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３のいずれかに記載された路面性状計測装置において、計測装置の構成に、計測車両のホイールベース間隔を推定する装置と、振動検出器の計測車両への前後方向設置位置を推定する装置と、を備え、計測車両のホイールベース間隔と、振動検出器の計測車両への前後方向設置位置と、の少なくとも１つを計測装置へ入力または設定することなく、路面性状を、振動検出器を計測車両の前輪位置または後輪位置のいずれかに設置したときと同等の計測精度で計測することを特徴とする路面性状計測装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載された路面性状計測装置において、計測車両として左輪と右輪を持つ車両を使用し、計測装置の構成に、左輪サスペンション上部における上下運動と、右輪サスペンション上部における上下運動と、をそれぞれ算出する装置を備え、計測車両を、路面性状を計測したい道路上を１回走行させることで、計測車両の左輪側と右輪側に分けて、路面性状を計測することを特徴とする路面性状計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載された路面性状計測装置において、計測装置の構成に、計測車両のトレッド幅を推定する装置と、振動検出器の計測車両への左右方向設置位置を推定する装置と、を備え、計測車両のトレッド幅と、振動検出器の計測車両への左右方向設置位置と、の少なくとも１つを計測装置へ入力または設定することなく、計測車両の左輪側と右輪側に分けて、路面性状を計測することを特徴とする路面性状計測装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６のいずれかに記載された路面性状計測装置において、計測装置の構成に、計測車両が左輪と右輪を持つ車両であるかどうかを判別する装置を備え、計測車両が左輪と右輪を持つかどうかに関する情報を入力または設定することなく、計測車両が左輪と右輪を持つと判定された場合には、計測車両の左輪側と右輪側に分けて路面性状を計測し、計測車両が左輪と右輪を持たないと判定された場合には、計測車両の左輪側と右輪側に分けずに路面性状を計測することを特徴とする路面性状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の平坦、隆起、陥没、段差などの路面性状の計測が容易な路面性状計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第１の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第２の検出位置のうち、前記第１の検出位置の加速度または速度のデータに基づいてＩＲＩ（国際ラフネス指数）を算出する路面平坦性測定装置において、前記第１の検出位置における前記車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第１の検出器と、前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記第１の検出器が検出する前記第１の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、前記取り込まれた前記第１の検出位置の加速度または速度に基づいて前記ＩＲＩを求めるための処理手段と、前記走行速度検出手段および前記第１の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データ等を記憶する記憶手段と、を備えている。（特許文献１の請求項１ならびに図２参照）
【０００３】
予め計測車両のモデル化に用いる諸元データが記憶部に登録されたコントローラを前記計測車両に搭載し、この計測車両を、路面凹凸状態を診断する道路を走行させて該計測車両の車両本体床部における鉛直方向の振動を時系列的に計測し、前記コントローラは、前記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と、前記記憶部に登録された計測車両のモデル化に用いる諸元データとから、数値解析により前記計測車両のタイヤと路面とが接する部分の変位をリアルタイムに算出して、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し、この変換された路面変位データに基づいて前記道路の路面凹凸状態を、前記計測車両を走行させながら診断するようにしたことを特徴とする路面診断方法。（特許文献２の請求項１および図１参照）
振動加速度データから路面変位量への変換は、計測車両を特許文献２の図７に示す４自由度系からなるモデルとしてとらえ、各質点の釣り合い式を用いて数値解析により車両のタイヤと路面とが接する部分の変位を算出して行なう。（特許文献２の段落００４０および図７参照）
【０００４】
スマートフォンは道路と平行になるように設置されているが、若干の傾きを持つことがある。その結果、車両の加減速や右左折によって生じる前後方向（Ｙ軸）、左右方向（Ｘ軸）の加速度が、Ｚ軸上に見かけの上下方向加速度として現れる。そこでこの傾きの補正を行うこととした。傾き補正のもととなる直線回帰時に停止時のデータを含めるとその時の値に回帰直線が誘導されすぎる。また、段差通過時のデータを含めると傾きを正しく判断できない。このため、上下方向（Ｚ軸）加速度の50[ms]標準偏差が0.002〜0.135[m/s2]のデータをもとに直線回帰を行った。下限値はゼロより大きくやや余裕を持たせた値として設定し、上限値は一般道を10 分間走行した際に観測された標準偏差の85%タイルの値を用いた。（非特許文献１の３ページから４ページ参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６６０４０
【特許文献２】特許第４０９６０９１号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】八木浩一、加速度センサを用いた路面段差検出手法の改善と東北地方太平洋沖地震後の観測データへの適用、ＩＴＳシンポジウム、日本、ＩＴＳ  Ｊａｐａｎ、２０１１年１１月４日、ＣＤ−ＲＯＭ、１−Ａ−０５、３ページ〜４ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された方法では、検出器の設置場所が車軸またはサスペンション下部と、サスペンション上部に限定される問題と、検出器を２箇所に設置する必要がある問題と、限定された場所への検出器の設置に専門性を要する問題と、前記問題に起因し特許文献１に記載された路面平坦性測定装置を測定に用いる車両に着脱しにくい問題と、前記問題に起因し測定に用いる車両を変更するのが難しい問題と、測定場所ごとの測定結果の測定信頼性が分からない問題と、がある。
【０００８】
特許文献２に記載された方法では、予め計測車両のモデル化に用いる諸元データを計測装置に登録する必要がある問題と、前記問題に起因し計測車両を変更するのが難しい問題と、振動検出器を鉛直方向に設置しているが道路に対して垂直に設置しないと計測車両の走行速度の変動または計測車両の右左折により計測結果に誤差が生じる問題と、前部サスペンション上部の振動と後部サスペンション上部の振動が同じであることを前提に前部タイヤと後部タイヤにおける路面変位量を計算しているが実際には前部サスペンション上部と後部サスペンション上部の上下変位量は異なっているため計算結果が実際の路面変位量と差が生じる問題と、計測時の振動検出器の設置位置が異なると同じ路面を計測しても計測結果が異なってしまう問題と、計測場所ごとの計測結果の計測信頼性が分からない問題と、計測車両の左輪と右輪のどちらの路面性状を計測した結果であるかが分からない問題と、がある。
【０００９】
非特許文献１に記載された方法では、計測車両に対する加速度計の傾きの補正に加速度計から得られた加速度をそのまま使用しているが、走行時に生じる様々な加速度変化の影響により傾きを正しく補正できない問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題を解決しようとするもので、計測装置を計測車両の任意の１箇所だけに設置すれば路面性状を計測できるようにし、計測装置の設置姿勢を自動的に推定することで計測装置を任意の姿勢で設置できるようにし、計測車両の諸元データを自動的に推定することで予めの登録を不要とし、前記特徴により計測車両への計測装置の着脱に対して専門性を不要とし、前記特徴により任意の車両を計測車両として使用できるようにし、着脱により計測車両が変化し、計測装置の設置位置、設置姿勢が変化しても同等の計測精度で計測できるようにし、計測車両の走行速度の変動と右左折が生じた場合でも同等の計測精度で計測できるようにし、計測車両の左側と右側において路面性状を同時に計測できるようにし、計測場所ごとの計測信頼性を明らかにすること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）道路の平坦、隆起、陥没、段差などの路面性状を計測する路面性状計測装置において、計測装置の構成に振動検出器と、計測車両の振動特性を推定する装置と、振動検出器の計測車両への設置姿勢を推定する装置と、路面性状を算出する装置と、を備え、計測するときには、任意の車両を計測車両として使用し、振動検出器を計測車両の任意の１箇所に、任意の姿勢で設置し、計測しないときには、計測装置の全体、または計測装置の構成要素の一部を、計測車両から取り外すことが可能で、計測車両の振動特性と、振動検出器の計測車両への設置姿勢と、のいずれについても計測装置へ入力または設定することなく、計測車両を、路面性状を計測したい道路上を走行させることで、路面性状を計測することを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）において、計測車両として前輪と後輪を持つ車両を使用し、計測装置の構成に、前輪サスペンション上部における上下運動と後輪サスペンション上部における上下運動とをそれぞれ算出する装置を備え、路面性状を、振動検出器を計測車両の前輪位置または後輪位置のいずれかに設置したときと同等の計測精度で計測することを特徴とする。
【００１３】
（３）（２）において、計測装置の構成に、前輪下部における路面変位量と後輪下部における路面変位量とを比較することで計測結果に信頼性を示す情報を付与する装置を備え、路面性状の計測結果に計測の信頼性を示す情報を付与することを特徴とする。
【００１４】
（４）（２）または（３）のいずれかにおいて、計測装置の構成に、計測車両のホイールベース間隔を推定する装置と、振動検出器の計測車両への前後方向設置位置を推定する装置と、を備え、計測車両のホイールベース間隔と、振動検出器の計測車両への前後方向設置位置と、の少なくとも１つを計測装置へ入力または設定することなく、路面性状を、振動検出器を計測車両の前輪位置または後輪位置のいずれかに設置したときと同等の計測精度で計測することを特徴とする。
【００１５】
（５）（１）から（４）のいずれかにおいて、計測車両として左輪と右輪を持つ車両を使用し、計測装置の構成に、左輪サスペンション上部における上下運動と、右輪サスペンション上部における上下運動と、をそれぞれ算出する装置を備え、計測車両を、路面性状を計測したい道路上を１回走行させることで、計測車両の左輪側と右輪側に分けて、路面性状を計測することを特徴とする。
【００１６】
（６）（５）において、計測装置の構成に、計測車両のトレッド幅を推定する装置と、振動検出器の計測車両への左右方向設置位置を推定する装置と、を備え、計測車両のトレッド幅と、振動検出器の計測車両への左右方向設置位置と、の少なくとも１つを計測装置へ入力または設定することなく、計測車両の左輪側と右輪側に分けて、路面性状を計測することを特徴とする。
【００１７】
（７）（５）または（６）のいずれかにおいて、計測装置の構成に、計測車両が左輪と右輪を持つ車両であるかどうかを判別する装置を備え、計測車両が左輪と右輪を持つかどうかに関する情報を入力または設定することなく、計測車両が左輪と右輪を持つと判定された場合には、計測車両の左輪側と右輪側に分けて路面性状を計測し、計測車両が左輪と右輪を持たないと判定された場合には、計測車両の左輪側と右輪側に分けずに路面性状を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１については、振動検出器の設置場所を任意に選べる利点と、振動検出器の設置箇所を１箇所に抑えられる利点と、振動検出器を道路に対して垂直に設置しなくてもよい利点と、振動検出器の設置位置が任意となるため専門性を要しない箇所へ設置できる利点と、設置姿勢が任意となるため着脱しやすくなる利点と、着脱がしやすくなることにより計測車両の変更が容易となる利点と、計測車両の振動特性と、振動検出器の設置姿勢を予め登録する必要がなくなる利点と、がある。
【００１９】
請求項２については、前輪サスペンション上部の上下運動と後輪サスペンション上部における上下運動をそれぞれ算出することで、サスペンション上部の上下運動から路面変位量への変換精度を高められる利点と、振動検出器の設置位置によらず同じ計測結果が得られるようになる利点と、がある。
【００２０】
請求項３については、計測結果に計測場所ごとの計測信頼性を示す情報を付与できる利点がある。
【００２１】
請求項４については、計測車両のホイールベース間隔と、計測装置の前後方向設置位置をあらかじめ登録する必要がない利点と、前記特徴により計測車両を変更しやすくなる利点と、がある。
【００２２】
請求項５については、１回の走行で計測車両の左輪側と右輪側のそれぞれに対して路面性状を同時に計測できるようになる利点がある。
【００２３】
請求項６については、計測車両のトレッド幅と、計測装置の左右方向設置位置をあらかじめ登録する必要がない利点と、前記特徴により計測車両を変更しやすくなる利点と、がある。
【００２４】
請求項７については、計測車両に左輪と右輪を持つ車両を使用した場合には、左輪側と右輪側に分けて路面性状を計測し、計測車両に左輪と右輪を持たない車両を使用した場合には、左輪側と右輪側に分けることなく路面性状を計測することを、自動的に切り替えられるようになる利点と、前記特徴により四輪車や二輪車といった車種が異なる車両を計測車両として使用しやすくなる利点と、がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は計測対象と本発明の使用場面の模式図である。
【図２】図２は路面性状計測装置３の計測車両２への設置例である。
【図３】図３は計測車両２を基準とした軸方向を示す模式図である。
【図４】図４は実施例１における路面性状計測装置３の構成図である。
【図５】図５は設置条件推定部３２１の構成図である。
【図６】図６は検出器軸Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚと、車両軸Ｘ、Ｙ、Ｚの傾きの模式図である。
【図７】図７は車両条件推定部３２３の構成図である。
【図８】図８は計測車両２のバネモデルである。
【図９】図９は上下動算出部３２４の構成図である。
【図１０】図１０は実施例２における路面性状計測装置３の構成図である。
【図１１】図１１は実施例２における車両条件推定部３２３の構成図である。
【図１２】図１２は設置位置推定部３２３３の構成図である。
【図１３】図１３は後輪を中心に回転した場合の車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の関係図である。
【図１４】図１４は前輪を中心に回転した場合の車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の関係図である。
【図１５】図１５は実施例２における上下動算出部３２４の構成図を示である。
【図１６】図１６は信頼性検証部３２６の構成図である。
【図１７】図１７は実施例２における位置割付部３２５の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に計測対象と本発明の使用場面の模式図を示す。計測対象となる道路の路面１は平坦１１１であることが望ましいが、舗装状態により、あるいは時間の経過に伴い隆起１１２、陥没１１３、段差１１４が生じる。計測車両２に路面性状計測装置３を搭載し、走行時に計測車両２の振動を計測し、走行位置ごとの路面性状計測装置３の上下量を計測する。路面の隆起１１２、陥没１１３、段差１１４に起因する振動が、車輪２１、サスペンション２２、車体２３を介して路面性状計測装置３に伝わり路面性状計測装置３の上下量として計測される。路面性状計測装置３の上下量からサスペンション上部２２１の上下量を推定し、車輪下部２１１の上下量を推定する。車輪下部２１１の上下量は路面１の平坦１１１、隆起１１２、陥没１１３、段差１１４に対応しており、車輪下部２１１の上下量を路面性状１１と定義し、計測結果として得る。
【００２７】
図２に路面性状計測装置３の計測車両２への設置例を示す。図２では路面性状計測装置３を計測車両２のダッシュボード上に設置しているが、ダッシュボード上以外の場所に設置してもよい。路面性状１１の計測に用いる計測車両２には任意の車両を使うことができる。路面性状計測装置３は計測車両２の任意の１箇所に任意の姿勢で固定して設置する。路面性状計測装置３は計測時に計測車両２に固定されるが、計測していない時の取り外しを妨げない。
【００２８】
図３に計測車両２を基準とした軸方向を示す。同図（ａ）は計測車両２を上から見た図、同図（ｂ）は計測車両２を左から見た図、同図（ｃ）は計測車両２を後ろから見た図である。計測車両２の進行方向を車両軸Ｙとし、進行方向前側を正の値と定義する。計測車両２の幅方向を車両軸Ｘとし、進行方向右側を正の値と定義する。計測車両２が静止しているときに車両軸Ｘと車両軸Ｙがなす平面が路面１に対して平行となるように定義する。車両軸Ｘと車両軸Ｙに直交する計測車両２の上下方向を車両軸Ｚとし、車両上側を正の値と定義する。車両軸Ｘ周りの回転をピッチ、車両軸Ｙ周りの回転をロール、車両軸Ｚ周りの回転をヨーとし、ピッチ、ロール、ヨーは軸の正方向に右ネジが進む回転方向を正の値と定義する。軸方向の定義に他の定義を採用しても前記の軸方向の定義に変換が可能であり、他の定義の採用を妨げない。
【実施例１】
【００２９】
図４に実施例１における路面性状計測装置３の構成図を示す。路面性状計測装置３には、検出器３１と、路面性状計算装置３２と、記録装置３３と、を備える。
検出器３１は、計測場所を得るための測位装置３１１と、計測車両２の振動を検出する振動検出器３１２と、から構成される。測位装置３１１の代表例としてＧＰＳが存在し、他の測位装置の使用を妨げない。振動検出器３１２は、３軸方向に計測が可能な加速度計３１２１から構成される。加速度計３１２１に代えて、変位検出器を使用した場合でも２階微分することで加速度に変換でき、速度検出器を使用した場合でも微分することで加速度に変換でき、加加速度検出器を使用した場合でも積分することで加速度に変換できるため、加速度計３１２１に置き換えて使用することを妨げない。
路面性状計算装置３２は、検出器３１に接続され、検出器３１の検出結果をもとに路面性状１１を計算する。
記録装置３３は、検出器３１と、路面性状計算装置３２と、に接続され、検出器３１での検出結果と、路面性状計算装置３２の計算結果と、を記録する。
路面性状計算装置３２における路面性状１１の計算は、走行中に行うこともできるし、記録装置３３に記録された検出器３１の検出結果をもとに走行後に行うこともできる。
路面性状計測装置３は、検出器３１と、路面性状計算装置３２と、記録装置３３と、を同じ筺体内に収めた構成以外に、検出器３１を、路面性状計算装置３２と記録装置３３の両方またはいずれか一方の接続を通信装置や記録媒体を介して行うことで、路面性状計算装置３２と記録装置３３の両方またはいずれか一方を計測車両２の外に備える構成を取ることもできる。
【００３０】
路面性状計算装置３２の構成には、設置条件推定部３２１と、軸方向補正部３２２と、車両条件推定部３２３と、上下動算出部３２４と、位置割付部３２５と、を備える。
設置条件推定部３２１は、測位装置３１１と、振動検出器３１２と、に接続される。
軸方向補正部３２２は、振動検出器３１２と、設置条件推定部３２１と、に接続される。
車両条件推定部３２３は、軸方向補正部３２２に接続される。
上下動算出部３２４は、軸方向補正部３２２と、車両条件推定部３２３と、に接続される。
位置割付部３２５は、測位装置３１１と、上下動算出部３２４と、に接続される。
記録装置３３は、測位装置３１１と、振動検出器３１２と、設置条件推定部３２１と、車両条件推定部３２３と、位置割付部３２５と、に接続され、検出結果と計算結果を記録する。
【００３１】
図５に設置条件推定部３２１の構成図を示す。設置条件推定部３２１には、ローパスフィルタ３２１１と、加減速右左折判定部３２１２と、３軸加速度相関推定部３２１３と、を備える。
ローパスフィルタ３２１１は、加速度計３１２１から検出器の軸方向の加速度すなわち検出器軸加速度を受け取り、一定周波数以下たとえば１Ｈｚ以下の加速度低周波成分を軸ごとに求める。他の周波数、たとえば０．５Ｈｚ以下、２Ｈｚ以下とすることを妨げない。
加減速右左折判定部３２１２は測位装置３１１からの計測車両２の走行速度と進行方向を受け取り、一定時間間隔たとえば１秒ごとに走行速度の変化すなわち走行加速度を求め、加速度の絶対値が一定値たとえば０．２Ｇを超えた場合、計測車両２が加減速していると判定する。また一定時間間隔たとえば１秒ごとの進行方向に、一定角度たとえば５度以上の変化が検出された場合、計測車両２が右左折していると判定する。時間間隔、加減速のしきい値、角度のしきい値に他の値を取ることを妨げない。
３軸加速度相関推定部３２１３は、ローパスフィルタ３２１１に接続され軸ごとの加速度低周波成分を受け取り、加減速右左折判定部３２１２に接続され計測車両２が加減速しているかどうか、右左折しているかどうかの判定結果を受け取る。
図６に検出器軸Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚと、車両軸Ｘ、Ｙ、Ｚの傾きの模式図を示す。同図（ａ）は計測車両２を上から見た図、同図（ｂ）は計測車両２を左から見た図、同図（ｃ）は計測車両２を後ろから見た図である。検出器軸加速度低周波成分で絶対値が最も大きい軸を車両軸Ｚに近い検出器軸Ｓｚと判定する。計測車両２が加減速していると判定されたときに、検出器軸の加速度低周波成分が最も大きく変化した軸を車両軸Ｙに近い検出器軸Ｓｙと判定する。計測車両２が右左折していると判定されたときに、検出器軸の加速度低周波成分が最も大きく変化した軸を車両軸Ｘに近い検出器軸Ｓｘと判定する。判定ごとに検出器軸の判定結果が異なる場合、判定回数が最も多くなった軸を判定結果とする。検出器軸Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚの加速度低周波成分をＳｘｌｏｗ、Ｓｙｌｏｗ、Ｓｚｌｏｗとする。ＳｘｌｏｗとＳｚｌｏｗに対して（１）式の回帰直線を求め、ＳｙｌｏｗとＳｚｌｏｗに対して（２）式の回帰直線を求め、ＳｘｌｏｗとＳｙｌｏｗに対して（３）式の回帰直線を求める。（１）式の傾きＡｙと、（２）式の傾きＡｘと、を検出器軸Ｓｚの計測車両２の上下方向の車両軸Ｚに対する傾きの正接とみなして傾き角を推定し、（３）式の傾きＡｚを検出器軸Ｓｙの計測車両２の前後方向の車両軸Ｙに対する傾きの正接とみなして傾き角を推定する。回帰直線は、加減速または右左折していると判定されたときのＳｘｌｏｗ、Ｓｙｌｏｗ、Ｓｚｌｏｗを用いて求める。
（数１）
Ｓｚｌｏｗ＝Ａｙ×Ｓｘｌｏｗ＋Ｂｙ      （１）
（数２）
Ｓｚｌｏｗ＝Ａｘ×Ｓｙｌｏｗ＋Ｂｘ      （２）
（数３）
Ｓｘｌｏｗ＝Ａｚ×Ｓｙｌｏｗ＋Ｂｚ      （３）
【００３２】
図４の軸方向補正部３２２は、加速度計３１２１と、設置条件推定部３２１と、に接続され、設置条件推定部３２１で推定した検出器軸Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚの車両軸Ｘ、Ｙ、Ｚに対する傾き角をもとに、加速度計３１２１で得られた検出器軸Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ方向の加速度を座標回転させ、車両軸Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の加速度すなわち車両軸加速度を求める。
【００３３】
図７に車両条件推定部３２３の構成図を示す。車両条件推定部３２３は、車両特性推定部３２３１から構成される。車両特性推定部３２３１は、軸方向補正部３２２からの車両軸加速度を受け取り、上下動算出部３２４へ計測車両２の共振周波数と減衰比を出力する。
車両特性推定部３２３１は、周波数分析部３２３１１と、共振周波数抽出部３２３１２と、減衰比推定部３２３１３と、から構成される。
周波数分析部３２３１１は、軸方向補正部３２２に接続され車両軸加速度を受け取り、加速度の周波数分析を行う。周波数分析は一定時間間隔ごと、たとえば２０秒ごとの加速度をもとに行う。周波数分析の結果として周波数ごとの振幅を得て、直前の一定回数分、たとえば３０回分の振幅を周波数ごとに足し合わせる。計測車両２の振動には路面性状１１に起因する振動が含まれるが、路面性状１１に起因する振動の周波数は道路区間ごと、走行速度ごとに異なる。これに対し、計測車両２に固有な振動の周波数は道路区間、走行速度によらず一定であるため、足し合わせることによって共振周波数の抽出が可能となる。時間間隔と足し合わせる回数は他の時間、回数を採用することを妨げない。
共振周波数抽出部３２３１２は、周波数分析部３２３１１に接続され計測車両２の上下方向の車両軸Ｚにおいて振幅が大きい極大点の周波数を共振周波数として抽出する。
減衰比推定部３２３１３は、周波数分析部３２３１１と、共振周波数抽出部３２３１２と、に接続され、共振周波数抽出部３２３１２で抽出された共振周波数に対応した減衰比を推定する。減衰比の推定方法は半値幅法などがあるが、その方法を問わない。
【００３４】
図８に計測車両２のバネモデル４を示す。路面１に存在する路面性状１１に起因する振動はバネ特性を持った計測車両２を介して路面性状計測装置３の加速度計３１２１に伝えられる。バネモデル４を、サスペンション４１、車輪４２、路面性状計測装置３の設置部４３の３つでモデルを構成する場合、図７の共振周波数抽出部３２３１２において、３つの共振周波数を抽出し、周波数の低い方から、サスペンション４１、タイヤ４２、設置部４３の共振周波数と判断する。図７の減衰比推定部３２３１３においては、サスペンション４１の共振周波数に対応した減衰比を推定する。
図８に示す計測車両２のバネモデル４については他のバネモデルの採用を妨げず、たとえば、タイヤ４２、設置部４３に対応した減衰比も考慮するバネモデルや、サスペンション４１、タイヤ４２の２つで構成されるバネモデルや、サスペンション４１のみで構成されるバネモデル、など、さまざまなバネモデルを採用できる。
【００３５】
図９に上下動算出部３２４の構成図を示す。上下動算出部３２４には、上部上下動算出部３２４１と、下部上下動算出部３２４２と、を備える。
上部上下動算出部３２４１には、加速度ハイパスフィルタ３２４１１と、加速度積分部３２４１２と、速度ハイパスフィルタ３２４１３と、速度積分部３２４１４と、を備える。
加速度ハイパスフィルタ３２４１１は、軸方向補正部３２２に接続され車両軸加速度を受け取り、一定周波数以上たとえば１Ｈｚ以上の周波数の加速度の高周波成分を取り出す。周波数の設定は０．５Ｈｚ以上や２Ｈｚ以上などの固定値や、計測車両の走行速度に応じた可変値とするなど、他の設定も妨げない。計測車両の走行速度に応じた可変値とする場合は、測位装置３１１と接続する構成とし、走行速度を得る。
加速度積分部３２４１２は、加速度ハイパスフィルタ３２４１１に接続し加速度の高周波成分を受け取り、積分することで車両軸Ｚ方向速度を求める。
速度ハイパスフィルタ３２４１３は、加速度積分部３２４１２に接続し車両軸Ｚ方向速度を受け取り、一定周波数以上たとえば１Ｈｚ以上の周波数の車両軸Ｚ方向速度の高周波成分を取り出す。周波数の設定は０．５Ｈｚ以上や２Ｈｚ以上などの固定値や、計測車両２の走行速度に応じた可変値とするなど、他の設定も妨げない。計測車両２の走行速度に応じた可変値とする場合は、測位装置３１１と接続する構成とし、速度を得る。
速度積分部３２４１４は、速度ハイパスフィルタ３２４１３に接続し車両軸Ｚ方向速度の高周波成分を受け取り、積分することで車両軸Ｚ方向変位を求める。
下部上下動算出部３２４２には、運動方程式演算部３２４２１と、変位ハイパスフィルタ３２４２２と、を備える。
運動方程式演算部３２４２１は、上部上下動算出部３２４１に接続し路面性状計測装置３の設置部における車両軸Ｚ方向の加速度の高周波成分、速度の高周波成分、変位を受け取り、車両条件推定部３２３に接続し受け取った計測車両２のバネモデル４に対応する共振周波数と減衰比をもとに、バネモデル４の運動方程式を解くことでバネモデル４の下部の上下変位量を算出する。
変位ハイパスフィルタ３２４２２は、運動方程式演算部３２４２１に接続しバネモデル４の下部上下変位量を受け取り、一定周波数以上たとえば１Ｈｚ以上の周波数の下部上下変位量の高周波成分を取り出す。周波数の設定は０．５Ｈｚ以上や２Ｈｚ以上などの固定値や、計測車両２の走行速度に応じた可変値とするなど、他の設定も妨げない。計測車両２の走行速度に応じた可変値とする場合は、測位装置３１１と接続する構成とし、走行速度を得る。
【００３６】
図４の位置割付部３２５は、測位装置３１１に接続し緯度経度と検出時刻を受け取り、上下動算出部３２４に接続し計測車両２のバネモデル４の下部の上下変位量と上下変位量に対応する検出時刻を受け取る。緯度経度と上下変位量は非同期で得られるため、上下変位量が検出された時刻の前後に測位された緯度経度をもとに時間で按分して上下変位量の緯度経度を求め、上下変位量に緯度経度を割り付ける。位置割付部３２５は、記録装置３３に接続し上下変位量と上下変位量に対応する緯度経度を記録する。
【実施例２】
【００３７】
図１０に実施例２における路面性状計測装置３の構成図を示す。
実施例１に対して、振動検出器３１２に、３軸方向に計測が可能な角速度計３１２２を追加し、路面性状計算装置３２に信頼性検証部３２６を追加し、路面性状計算装置３２の軸方向補正部３２２と、車両条件推定部３２３と、上下動算出部３２４と、位置割付部３２５と、に改良を加えている。
【００３８】
軸方向補正部３２２は、振動検出器３１２と、設置条件推定部３２１と、に接続され、設置条件推定部３２１で推定した検知器軸Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚの車両軸Ｘ、Ｙ、Ｚに対する傾き角をもとに、振動検出器３１２で得られた加速度と角速度を座標回転させ、車両軸Ｘ、Ｙ、Ｚに対する加速度と角速度を求める。
【００３９】
図１１に実施例２における車両条件推定部３２３の構成図を示す。車両条件推定部３２３は、車両特性推定部３２３１と、車種判定部３２３２と、設置位置推定部３２３3と、から構成される。
車両特性推定部３２３１は実施例１と同じ構成からなり、軸方向補正部３２２に接続され車両軸の加速度と角速度を受け取り、上下動算出部３２４に接続され計測車両２の共振周波数と減衰比を出力する。
車種判定部３２３２は、軸方向補正部３２２に接続され車両軸の加速度と角速度を受け取り、上下動算出部３２４に接続され計測車両２の車種を出力する。車種判定部３２３２では、計測車両２が四輪車であるか、二輪車であるかを判定する。四輪車は右左折時に車両が回転半径の外側の方向に傾き、二輪車は内側に傾く特性を持つ。計測車両２の左右方向の車両軸Ｘの加速度と、車両軸Ｙ周りのロールの角速度の関連性を比較し、角速度が大きくなったときに加速度も大きくなれば四輪車、角速度が大きくなっても加速度が大きくならなければ二輪車と判定する。四輪車の方が二輪車に比べて共振周波数が低いことを利用し、車種の判定が正しく行われているかどうかの検証を行うことも出来る。前記検証は必須ではないが、行う場合は車両特性推定部３２３１と接続し共振周波数を受け取る。あるいは測位装置３１１と接続し進行方向を受け取り、進行方向の変化から右左折を判定したのち、ロールが右折時に正の値、左折時に負の値となれば二輪車、右折時に負の値、左折時に正の値となれば四輪車と判定する方法もあり、他の判定方法を採用することを妨げない。また車種判定部３２３２自体も必須ではなく、四輪車用の計測装置、または二輪車用の計測装置として構成することや、四輪車であるか二輪車であるかを予め設定する構成に代えることもできる。
【００４０】
図１２に設置位置推定部３２３３の構成図を示す。設置位置推定部３２３３は、加速度ハイパスフィルタ３２３３１と、加速度積分部３２３３２と、速度ハイパスフィルタ３２３３３と、速度角速度比統計部３２３３４と、設置位置算出部３２３３５と、から構成される。
加速度ハイパスフィルタ３２３３１は、軸方向補正部３２２に接続し車両軸加速度を受け取り、一定周波数以上たとえば１Ｈｚ以上の周波数の加速度の高周波成分を取り出す。周波数の設定は０．５Ｈｚ以上や２Ｈｚ以上などの固定値や、計測車両２の走行速度に応じた可変値とするなど、他の設定も妨げない。計測車両２の走行速度に応じた可変値とする場合は、測位装置３１１と接続する構成とし、走行速度を得る。
加速度積分部３２３３２は、加速度ハイパスフィルタ３２３３１に接続し加速度の高周波成分を受け取り、積分することで車両軸Ｚ方向速度を求める。
速度ハイパスフィルタ３２３３３は、加速度積分部３２３３２に接続し車両軸Ｚ方向速度を受け取り、一定周波数以上たとえば１Ｈｚ以上の周波数の車両軸Ｚ方向速度の高周波成分を取り出す。周波数の設定は０．５Ｈｚ以上や２Ｈｚ以上などの固定値や、計測車両２の走行速度に応じた可変値とするなど、他の設定も妨げない。計測車両２の走行速度に応じた可変値とする場合は、測位装置３１１と接続する構成とし、走行速度を得る。
加速度ハイパスフィルタ３２３３１と、加速度積分部３２３３２と、速度ハイパスフィルタ３２３３３と、は図９の上下動算出部３２４の上部上下動算出部３２４１の加速度ハイパスフィルタ３２４１１と、加速度積分部３２４１２と、速度ハイパスフィルタ３２４１３と、共用する構成にすることもできる。
図１２の速度角速度比統計部３２３３４は、軸方向補正部３２２に接続し車両軸角加速度を受け取り、速度ハイパスフィルタ３２３３３に接続し車両軸Ｚ方向速度の高周波成分を受け取り、車種判定部３２３２に接続し計測車両２の車種を受け取る。角速度に対する車両軸Ｚ方向速度の比率（車両軸Ｚ方向速度を角速度で割った値）である速度角速度比を求め、各時刻における速度角速度比をもとに速度角速度比の頻度分布を求め、頻度の高い速度角速度比を２つ抽出する。頻度分布は、車種が四輪車の場合、車両軸Ｚ方向速度とピッチの角速度を用いた頻度分布と、車両軸Ｚ方向速度とロールの角速度を用いた頻度分布を求め、車種が二輪車の場合、車両軸Ｚ方向速度とピッチの角速度を用いた頻度分布のみを求める。
設置位置推定部３２３３５は、車種判定部３２３２に接続し計測車両２の車種を受け取り、速度角速度比統計部３２３３４に接続し、車種が四輪車の場合、頻度の高い速度角速度比をピッチとロールそれぞれに対して２つずつ、合計４つ受け取り、車種が二輪車の場合、ピッチに対して２つ受け取る。
【００４１】
設置位置算出部３２３３５の原理を図１３、図１４を用い説明する。
図１３に後輪を中心に回転した場合の車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の関係図を示す。計測車両２の前輪が隆起１１２などを通過するとき、後輪を中心に回転する。路面性状計測装置３が回転中心より前に設置されていた場合、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の符号は一致し、速度角速度比は正の値となる。後輪から路面性状計測装置３までの距離を半径とし、ピッチの角速度を中心角とする扇形を考えた時、計測車両の走行中に発生するピッチの角度は小さいため、扇形の円弧の長さは車両軸Ｚの速度で近似することができる。扇形の中心角すなわちピッチの角速度と、円弧の長さすなわち車両軸Ｚの速度から、扇形の半径すなわち後輪から路面性状計測装置３までの距離を求める。
【００４２】
図１４に前輪を中心に回転した場合の車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の関係図を示す。計測車両２の後輪が隆起１１２などを通過するとき、前輪を中心に回転する。路面性状計測装置３が回転中心より後ろに設置されていた場合、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の符合は逆になり、速度角速度比は負の値となる。前輪から路面性状計測装置３までの距離を半径とし、ピッチの角速度を中心角とする扇形を考えた時、計測車両の走行中に発生するピッチの角度は小さいため、扇形の円弧の長さは車両軸Ｚの速度で近似することができる。扇形の中心角すなわちピッチの角速度と、円弧の長さすなわち車両軸Ｚの速度から、扇形の半径すなわち前輪から路面性状計測装置３までの距離を求める。
【００４３】
図１２の設置位置算出部３２３３５では、車種判定部３２３２から受け取った計測車両２の車種が四輪車の場合、速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比をもとに、前輪から路面性状計測装置３までの距離と、後輪から路面性状計測装置３までの距離を求め、車両軸Ｚの速度とロールの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比をもとに、左輪から路面性状計測装置３までの距離と、右輪から路面性状計測装置３までの距離を求める。さらに前輪から路面性状計測装置３までの距離と、後輪から路面性状計測装置３までの距離をもとに、前輪から後輪までの距離すなわちホイールベース間隔を求め、左輪から路面性状計測装置３までの距離と、右輪から路面性状計測装置３までの距離をもとに、左輪から右輪までの距離すなわちトレッド幅を求める。
車種判定部３２３２から受け取った計測車両２の車種が二輪車の場合、速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比をもとに、前輪から路面性状計測装置３までの距離と、後輪から路面性状計測装置３までの距離を求める。さらに前輪から路面性状計測装置３までの距離と、後輪から路面性状計測装置３までの距離をもとに、前輪から後輪までの距離すなわちホイールベース間隔を求める。
【００４４】
路面性状計測装置３の前輪、後輪からの距離と、ホイールベース間隔の算出方法について述べる。
速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比がともに正の値であれば、路面性状計測装置３は前輪より前に設置されていると判断し、速度角速度比の小さい値は遠い側の後輪からの距離に対応し、速度角速度比の大きい値は近い側の前輪からの距離に対応する。このとき、ホイールベース間隔は、路面性状計測装置３から後輪までの距離から、路面性状計測装置３から前輪までの距離を引いた距離として求められる。
速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比が正と負の値であれば、路面性状計測装置３は前輪と後輪の間に設置されていると判断し、正の速度角速度比は後輪からの距離に対応し、負の速度角速度比は前輪からの距離に対応する。このとき、ホイールベース間隔は、路面性状計測装置３から後輪までの距離に、路面性状計測装置３から前輪までの距離を足した距離として求められる。
速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比がともに負の値であれば、路面性状計測装置３は後輪より後ろに設置されていると判断し、速度角速度比の絶対値が小さい値は遠い側の前輪からの距離に対応し、速度角速度比の絶対値の大きい値は近い側の後輪からの距離に対応する。このとき、ホイールベース間隔は、路面性状計測装置３から前輪までの距離から、路面性状計測装置３から後輪までの距離を引いた距離として求められる。
【００４５】
路面性状計測装置３の左輪、右輪からの距離と、トレッド幅の算出方法について述べる。
速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とロールの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比がともに正の値であれば、路面性状計測装置３は左輪より左に設置されていると判断し、速度角速度比の小さい値は遠い側の右輪からの距離に対応し、速度角速度比の大きい値は近い側の左輪からの距離に対応する。このとき、トレッド幅は、路面性状計測装置３から右輪までの距離から、路面性状計測装置３から左輪までの距離を引いた距離として求められる。
速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とロールの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比が正と負の値であれば、路面性状計測装置３は左輪と右輪の間に設置されていると判断し、正の速度角速度比は右輪からの距離に対応し、負の速度角速度比は左輪からの距離に対応する。このとき、トレッド幅は、路面性状計測装置３から左輪までの距離に、路面性状計測装置３から右輪までの距離を足した距離として求められる。
速度角速度比統計部３２３３４から受け取った、車両軸Ｚの速度とピッチの角速度の頻度の高い２つの速度角速度比がともに負の値であれば、路面性状計測装置３は右輪より右に設置されていると判断し、速度角速度比の絶対値が小さい値は遠い側の左輪からの距離に対応し、速度角速度比の絶対値の大きい値は近い側の右輪からの距離に対応する。このとき、トレッド幅は、路面性状計測装置３から左輪までの距離から、路面性状計測装置３から右輪までの距離を引いた距離として求められる。
【００４６】
図１５に実施例２における上下動算出部３２４の構成図を示す。上下動算出部３２４は、上部加速度算出部３２４３と、上部上下動算出部３２４１と、下部上下動算出部３２４２と、から構成される。図９の実施例１における上下動算出部３２４の構成図と比べ、上部加速度算出部３２４３が追加され、上部上下動算出部３２４１と、下部上下動算出部３２４２に改良を加えている。
上部加速度算出部３２４３は、左前輪位置上部加速度算出部３２４３ａと、左後輪位置上部加速度算出部３２４３ｂと、右前輪位置上部加速度算出部３２４３ｃと、右後輪位置上部加速度算出部３２４３ｄと、から構成される。上部加速度算出部３２４３の構成要素はいずれも、軸方向補正部３２２に接続し車両軸加速度と車両軸角速度を受け取り、車両条件推定部３２３に接続し路面性状計測装置３の設置位置を受け取る。
左前輪位置上部加速度算出部３２４３ａは、路面性状計測装置３の設置位置と、設置位置における加速度と角速度をもとに、左前輪のサスペンション上部における加速度を算出する。
左後輪位置上部加速度算出部３２４３ｂは、路面性状計測装置３の設置位置と、設置位置における加速度と角速度をもとに、左後輪のサスペンション上部における加速度を算出する。
右前輪位置上部加速度算出部３２４３ｃは、路面性状計測装置３の設置位置と、設置位置における加速度と角速度をもとに、右前輪のサスペンション上部における加速度を算出する。
右後輪位置上部加速度算出部３２４３ｄは、路面性状計測装置３の設置位置と、設置位置における加速度と角速度をもとに、右後輪のサスペンション上部における加速度を算出する。
サスペンション上部位置における加速度の算出方法について述べる。路面性状計測装置３から車輪までの前後方向の距離と左右方向の距離がすでに求められている。路面性状計測装置３の位置におけるピッチとロールの角速度が計測されている。前記距離を半径、前記角速度を中心角とする扇形を考えると、扇形の円弧の長さが求まる。扇形の円弧の長さは車輪位置における上下方向の速度に相当し、速度を微分することで加速度が求まる。求めた加速度に路面性状計測装置３の設置位置における加速度を加えることで、サスペンション上部位置における加速度が求まる。
【００４７】
上部上下動算出部３２４１は、左前輪位置上部上下動算出部３２４１ａと、左後輪位置上部上下動算出部３２４１ｂと、右前輪位置上部上下動算出部３２４１ｃと、右後輪位置上部上下動算出部３２４１ｄと、から構成される。
左前輪位置上部上下動算出部３２４１ａは左前輪位置上部加速度算出部３２４３ａに接続し左前輪のサスペンション上部位置における上下動を算出する。
左後輪位置上部上下動算出部３２４１ｂは左後輪位置上部加速度算出部３２４３ｂに接続し左後輪のサスペンション上部位置における上下動を算出する。
右前輪位置上部上下動算出部３２４１ｃは右前輪位置上部加速度算出部３２４３ｃに接続し右前輪のサスペンション上部位置における上下動を算出する。
右後輪位置上部上下動算出部３２４１ｄは右後輪位置上部加速度算出部３２４３ｄに接続し右後輪のサスペンション上部位置における上下動を算出する。
上部上下動算出部３２４１の構成要素である、左前輪位置上部上下動算出部３２４１ａと、左後輪位置上部上下動算出部３２４１ｂと、右前輪位置上部上下動算出部３２４１ｃと、右後輪位置上部上下動算出部３２４１ｄと、における上下動の算出はいずれも、図９に示す実施例１での上部上下動算出部３２４１と同じ構成で行われる。
【００４８】
図１５の下部上下動算出部３２４２は、左前輪下部上下動算出部３２４２ａと、左後輪下部上下動算出部３２４２ｂと、右前輪下部上下動算出部３２４２ｃと、右後輪下部上下動算出部３２４２ｄと、から構成される。
左前輪下部上下動算出部３２４２ａは、左前輪位置上部上下動算出部３２４１ａに接続し左前輪のサスペンション上部の上下動を受け取り、車両条件推定部３２３の車両特性推定部３２３１に接続し共振周波数と減衰比を受け取り、左前輪下部における上下動を算出する。
左後輪下部上下動算出部３２４２ｂは左後輪位置上部上下動算出部３２４１ｂに接続し左後輪のサスペンション上部の上下動を受け取り、車両条件推定部３２３の車両特性推定部３２３１に接続し共振周波数と減衰比を受け取り、左後輪下部における上下動を算出する。
右前輪下部上下動算出部３２４２ｃは右前輪位置上部上下動算出部３２４１ｃに接続し右前輪のサスペンション上部の上下動を受け取り、車両条件推定部３２３の車両特性推定部３２３１に接続し共振周波数と減衰比を受け取り、右前輪下部における上下動を算出する。
右後輪下部上下動算出部３２４２ｄは右後輪位置上部上下動算出部３２４１ｄに接続し右後輪のサスペンション上部の上下動を受け取り、車両条件推定部３２３の車両特性推定部３２３１に接続し共振周波数と減衰比を受け取り、右後輪下部における上下動を算出する。
下部上下動算出部３２４２の構成要素における上下動の算出はいずれも、図９に示す実施例１での下部上下動算出部３２４２と同じ構成で行われる。
車両特性推定部３２３１は、車両条件推定部３２３に備えず、上部上下動算出部３２４１と下部上下動算出部３２４２との間に備え、各車輪ごとに共振周波数と減衰比を求める構成も可能である。
【００４９】
図１６に信頼性検証部３２６の構成図を示す。信頼性検証部３２６は、左輪側信頼性検証部３２６１と、右輪側信頼性検証部３２６２と、から構成される。
前輪下部と後輪下部の上下変位量は、同じ路面性状１１を反映したものなので、同じ位置においては同じ値が期待されることを利用し、算出値の信頼性を検証する。
左輪側信頼性検証部３２６１は、車両条件推定部３２３に接続しホイールベース間隔を受け取り、検出器３１の測位装置３１１に接続し走行速度を受け取り、左前輪下部上下動算出部３２４２ａに接続し左前輪下部の上下動を受け取り、左後輪下部上下動算出部３２４２ｂに接続し左後輪下部の上下動を受け取る。ホイールベース間隔と走行速度から、前輪と後輪の計測時刻の時間差を算出し、時間差を考慮して前輪の上下動と後輪の上下動の差の絶対値を、計測結果の信頼性を示す値として求め、左前輪下部の上下動に属性情報として付与する。
右輪側信頼性検証部３２６２は、車両条件推定部３２３に接続しホイールベース間隔を受け取り、検出器３１の測位装置３１１に接続し走行速度を受け取り、右前輪下部上下動算出部３２４２ｃに接続し右前輪下部の上下動を受け取り、右後輪下部上下動算出部３２４２ｄに接続し右後輪下部の上下動を受け取る。ホイールベース間隔と走行速度から、前輪と後輪の計測時刻の時間差を算出し、時間差を考慮して前輪の上下動と後輪の上下動の差の絶対値を、計測結果の信頼性を示す値として求め、右前輪下部の上下動に属性情報として付与する。
【００５０】
図１７に実施例２における位置割付部３２５の構成図を示す。位置割付部３２５は、左輪側位置割付部３２５１と、右輪側位置割付部３２５２と、から構成される。
左輪側位置割付部３２５１は、検出器３１の測位装置３１１に接続し緯度経度と進行方向と検出時刻を受け取り、左輪側信頼性検証部３２６１に接続し左前輪下部の上下変位量と上下変位量に対応する計測結果信頼性と検出時刻を受け取り、車両条件推定部３２３に接続し路面性状計測装置３の設置位置とトレッド幅を受け取る。緯度経度と上下変位量は非同期で得られるため、上下変位量が検出された時刻と、前後に測位された緯度経度をもとに時間で按分し、さらに進行方向と設置位置とトレッド幅を考慮し左前輪の緯度経度を求め、上下変位量に緯度経度を割り付ける。
右輪側位置割付部３２５２は、検出器３１の測位装置３１１に接続し緯度経度と進行方向と検出時刻を受け取り、右輪側信頼性検証部３２６２に接続し右前輪下部の上下変位量と上下変位量に対応する計測結果信頼性と検出時刻を受け取り、車両条件推定部３２３に接続し路面性状計測装置３の設置位置とトレッド幅を受け取る。緯度経度と上下変位量は非同期で得られるため、上下変位量が検出された時刻と、前後に測位された緯度経度をもとに時間で按分し、さらに進行方向と設置位置とトレッド幅を考慮し右前輪の緯度経度を求め、上下変位量に緯度経度を割り付ける。
位置割付部３２５は、記録装置３３に接続し上下変位量と上下変位量に対応する計測結果信頼性と緯度経度を記録する。
【００５１】
前記の実施例２の記述は、図１０の車両条件推定部３２３において、計測車両２の車種が四輪車と推定された場合の構成と処理である。二輪車と推定された場合は、図１５の上下動算出部３２４では、左輪と右輪に分けずに、前輪と後輪に分けて処理を行い、図１６の信頼性検証部３２６では、左輪と右輪に分けずに処理を行い、図１７の位置割付部３２５では、左輪と右輪に分けずに処理を行う。
【００５２】
前記記述の実施例では自走する車両に路面性状計測装置３を設置しているが、自走できない被牽引車に搭載し同様に計測することもできる。二輪が左右に配置された乗り物や三輪車、自転車や車椅子などを用いた計測も妨げない。さらに鉄道車両に搭載し線路の凹凸状態の計測への適用も妨げない。路面性状計測装置３の構成に入出力装置を備えることで、計測開始と計測終了を制御し、計測結果を表示することもできる。実施例で挙げた時間間隔などの定数は変更を妨げず、構成要素における各種演算の実現方法はデジタル式、アナログ式、あるいはハードウェアによるもの、ソフトウェアによるものなど様々な形態での実施も妨げない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１    路面
１１    路面性状
１１１    平坦
１１２    隆起
１１３    陥没
１１４    段差
２    計測車両
２１    車輪
２１１    車輪下部
２２    サスペンション
２２１    サスペンション上部
２３    車体
３    路面性状計測装置
３１    検出器
３１１    測位装置
３１２    振動検出器
３１２１    加速度計
３１２２    角速度計
３２    路面性状計算装置
３２１    設置条件推定部
３２１１    ローパスフィルタ
３２１２    加減速右左折判定部
３２１３    ３軸加速度相関推定部
３２２    軸方向補正部
３２３    車両条件推定部
３２３１    車両特性推定部
３２３１１    周波数分析部
３２３１２    共振周波数抽出部
３２３１３    減衰比推定部
３２３２    車種判定部
３２３３    設置位置推定部
３２３３１    加速度ハイパスフィルタ
３２３３２    加速度積分部
３２３３３    速度ハイパスフィルタ
３２３３４    速度角速度比統計部
３２３３５    設置位置算出部
３２４    上下動算出部
３２４１    上部上下動算出部
３２４１１    加速度ハイパスフィルタ
３２４１２    加速度積分部
３２４１３    速度ハイパスフィルタ
３２４１４    速度積分部
３２４１ａ    左前輪位置上部上下動算出部
３２４１ｂ    左後輪位置上部上下動算出部
３２４１ｃ    右前輪位置上部上下動算出部
３２４１ｄ    右後輪位置上部上下動算出部
３２４２    下部上下動算出部
３２４２１    運動方程式演算部
３２４２２    変位ハイパスフィルタ
３２４２ａ    左前輪下部上下動算出部
３２４２ｂ    左後輪下部上下動算出部
３２４２ｃ    右前輪下部上下動算出部
３２４２ｄ    右後輪下部上下動算出部
３２４３    上部加速度算出部
３２４３ａ    左前輪位置上部加速度算出部
３２４３ｂ    左後輪位置上部加速度算出部
３２４３ｃ    右前輪位置上部加速度算出部
３２４３ｄ    右後輪位置上部加速度算出部
３２５    位置割付部
３２５１    左輪側位置割付部
３２５２    右輪側位置割付部
３２６    信頼性検証部
３２６１    左輪側信頼性検証部
３２６２    右輪側信頼性検証部
３３    記録装置
４    バネモデル
４１    サスペンション
４２    車輪
４３    設置部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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