(57)【要約】【課題】道路路面の設計計画を客観的な特性によって精度良く均質に行うことができる道路路面計画の評価方法を提供する。【解決手段】現状道路の路面の三次元プロファイルと、ハンドルの回転角度データと、前方視野の映像データを求める。これに基づいて現状道路を標準車両が所定速度で走行したと想定して、運転席で受ける標準力覚値を求める。仮想運転試験装置を用いて現状道路を標準車両が走行したと想定して、標準路面データである運転席で受ける運転力覚値と官能データとを求める。このデータに基づいて路面計画を行う。計画道路について、標準車両が所定速度で走行したと想定して、運転席で受ける計画力覚値を求める。仮想運転試験装置を用いて計画道路を標準車両が走行したと想定して、計画路面データである運転席で受ける計画運転力覚値と官能データとを求める。このデータにより計画道路の評価が行われ、良好な評価になるまで試験が行われる。【選択図】    図１
2004162388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現状道路の路面の縦方向のプロファイルを縦断プロファイル測定手段により求め、該現状道路の路面の横方向のプロファイルを該現状道路の縦方向の所定間隔毎に横断プロファイル測定手段により求め、該縦断プロファイル及び横断プロファイルデータに基づいてプロファイル演算手段により三次元プロファイルを求め、さらに測定車両により該現状道路を予め規定した標準速度で走行したときのハンドル回転角度である標準回転角度データを回転角度検出手段により求め、また測定車両により該現状道路を標準速度で走行したときの前方の視野を映写装置により映して映写データとする道路データ取得手順と、
前記三次元プロファイルデータ、前記標準回転角度データ及び路面の特性に関する道路データに基づいて、標準車両が前記現状道路を前記標準速度で走行したと想定して、該標準車両の運転席で受ける標準力覚値を力覚値演算手段により求める標準力覚値取得手順と、
運転席と、運転者により操作されるハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルとを床面上に設けた運転装置部と、入力された力覚値に応じて前記運転席に三次元の振動を与える振動装置と、前記ハンドルの運転回転角度を検出する運転回転角度検出手段と、前記アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて該運転装置部の速度を算出する速度演算手段と、前記運転席の前方に広げられた広角度のスクリーンと、該スクリーンに映像を映すプロジェクタと、前記映写データに基づいて該プロジェクタに映像入力を送る映像再生装置とを備えた仮想運転試験装置を用い、
前記速度データと、前記標準回転角度データと運転回転角度データの回転角度差とに基づいて、映像再生制御手段により前記映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、
前記運転装置部における運転者の運転操作により、前記標準車両が前記現状道路を走行したと想定して、前記速度データ、前記運転回転角度データ及び前記道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、該標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して運転力覚値データとし、該運転力覚値データにより前記振動装置を駆動させると共に官能検知手段により運転者が感じる官能データを求める標準路面データ取得手順と、
前記標準力覚値取得手順で得られた標準力覚値データと、前記標準路面データ取得手順で得られた運転力覚値データ及び官能データとにより前記標準路面を所定の程度に改善された計画道路を作成する路面計画手順と、
標準車両が、前記計画道路を前記標準速度で走行したと想定して、該標準車両の運転席で受ける計画力覚値を前記力覚値演算手段により求める計画力覚値取得手順と、
前記仮想運転試験装置を用いて、前記速度データと前記標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、前記映像再生制御手段により前記映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、前記標準車両が前記計画道路を走行したと想定して、前記速度データと前記運転回転角度データと前記道路データとに基づいて、前記演算駆動制御手段により、該標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して計画運転力覚値データとすると共に、該計画運転力覚値データにより前記振動装置を駆動させると共に前記官能検知手段により運転者が感じる計画官能データを求める計画路面データ取得手順と
とからなることを特徴とする道路路面計画の評価方法。
【請求項２】
前記路面縦断プロファイル測定手段による測定方法が、
同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を同一直線方向に合わせて円盤状の第１ローラ、第２ローラ及び第３ローラを配設し、前記第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて該第１及び第２ローラを回転自在に連結する第１連結棒と、前記第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて該第２及び第３ローラを回転自在に連結する第２連結棒と、前記ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、前記第１連結棒と前記第２連結棒が互いに真直な状態から回動したときの変位角度を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックを用い、該測定ブロックを前記測定車両に連結部材によって路面に向けて付勢するように弾性的に取付け、
前記第１及び第２連結棒が真直状態での前記第１ローラ及び第３ローラの中心間寸法を基準距離として、該基準距離を複数点に分割した複数の計測位置を決め、
前記測定ブロックが路面の縦方向に前記基準距離を通るときに進行方向先頭のローラが前記計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて前記第１及び第２連結棒のなす変位角度を前記角度検出手段により検出し、該角度検出手段による変位角度検出値と前記測定ブロックが直前の計測位置に在るときの該測定ブロックにおける各計測位置での既知の高さデータとに基づいてフィルタ演算手法を用いて各計測位置での路面の高さデータを算出することにより該基準距離の単位路面プロファイルを求め、路面の縦方向全体にわたって連続した単位路面プロファイルを集積することにより行われることを特徴とする前記請求項１に記載の道路路面計画の評価方法。
【請求項３】
前記フィルタ演算手法が、無限インパルス応答フィルタ演算法であることを特徴とする請求項２に記載の道路路面計画の評価方法。
【請求項４】
前記路面横断プロファイル測定手段による測定方法が、
測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた２箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた２つの光源を用いて、該光源からの光線を路面の横方向に移動させ、濃淡画像濃度マッチング法に基づいて該２つの光源からの光線の路面上での交叉位置を決めると共に各交叉位置での各光源からの光線と両光源間を結ぶ線とのなす内角度である各光線角度を求め、前記光源間の距離と各光線角度とから各交叉位置の横及び高さのデータを算出することにより行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の道路路面計画の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路の路面の設計について、これを客観的に評価するための道路路面計画の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路路面計画については、路面設計の計画者や、設計依頼者すなわち道路の管理者等の経験則に基づく間隔によって評価されており、客観的な評価基準に基づいて行われるものではなかった。そのために、道路の路面が、主観的にしかも道路を作る側の立場でのみ評価されており、道路を使う側の立場での評価が行われてこなかった。そのため、道路利用者の希望が道路の路面計画に的確に反映されないという問題があり、また客観的な評価ではないため、評価にバラツキが出るという問題がある。特に、道路の用途に応じた的確な評価が行われ難いと言う問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、道路の路面の設計計画について、客観的な特性によって信頼性のよい評価を行うことができる道路路面計画の評価方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために上記請求項１の発明の構成上の特徴は、現状道路の路面の縦方向のプロファイルを縦断プロファイル測定手段により求め、現状道路の路面の横方向のプロファイルを現状道路の縦方向の所定間隔毎に横断プロファイル測定手段により求め、縦断プロファイル及び横断プロファイルデータに基づいてプロファイル演算手段により三次元プロファイルを求め、さらに測定車両により現状道路を予め規定した標準速度で走行したときのハンドル回転角度である標準回転角度データを回転角度検出手段により求め、また測定車両により現状道路を標準速度で走行したときの前方の視野を映写装置により映して映写データとする道路データ取得手順と、三次元プロファイルデータ、標準回転角度データ及び路面の特性に関する道路データに基づいて、標準車両が現状道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける標準力覚値を力覚値演算手段により求める標準力覚値取得手順と、運転席と、運転者により操作されるハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルとを床面上に設けた運転装置部と、入力された力覚値に応じて運転席に三次元の振動を与える振動装置と、ハンドルの運転回転角度を検出する運転回転角度検出手段と、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて運転装置部の速度を算出する速度演算手段と、運転席の前方に広げられた広角度のスクリーンと、スクリーンに映像を映すプロジェクタと、映写データに基づいてプロジェクタに映像入力を送る映像再生装置とを備えた仮想運転試験装置を用い、速度データと、標準回転角度データと運転回転角度データの回転角度差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、運転装置部における運転者の運転操作により、標準車両が現状道路を走行したと想定して、速度データ、運転回転角度データ及び道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して運転力覚値データとし、運転力覚値データにより振動装置を駆動させると共に官能検知手段により運転者が感じる官能データを求める標準路面データ取得手順と、標準力覚値取得手順で得られた標準力覚値データと、標準路面データ取得手順で得られた運転力覚値データ及び官能データとにより標準路面を所定の程度に改善された計画道路を作成する路面計画手順と、標準車両が、計画道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける計画力覚値を力覚値演算手段により求める計画力覚値取得手順と、仮想運転試験装置を用いて、速度データと標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れを制御し、標準車両が計画道路を走行したと想定して、速度データと運転回転角度データと道路データとに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両の運転席で受ける力覚値を演算して計画運転力覚値データとすると共に、計画運転力覚値データにより振動装置を駆動させると共に官能検知手段により運転者が感じる計画官能データを求める計画路面データ取得手順とからなることにある。
【０００５】
上記のように構成した請求項１の発明においては、まず道路データ取得手順として、縦断プロファイル測定手段により現状道路の縦方向のプロファイルを求め、横断プロファイル測定手段により現状道路の横方向のプロファイルを現状道路の縦方向の所定間隔毎に求め、縦断プロファイル及び横断プロファイルデータに基づいてプロファイル演算手段により三次元プロファイルが求められる。さらに、測定車両により現状道路を標準速度で走行したときの、運転者により操作されたハンドルの回転角度である標準回転角度データが回転角度検出手段により求められ、また映写装置により測定車両が現状道路を標準速度で走行したときの前方の視野である映写データが求められる。つぎに、標準力覚値取得手順として、三次元プロファイルデータと、ハンドルの標準回転角度データと、路面の材質，構造すべり摩擦係数等道路の特性を示す道路データとに基づいて、標準車両が、現状道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける力覚値である標準力覚値が力覚値演算手段により求められる。
【０００６】
つぎに、標準路面データ取得手順においては、仮想運転試験装置が用いられ、標準車両が現状道路を走行すると想定して、運転装置部の運転席に座った運転者が、映像再生装置からの映像入力によりプロジェクタによってスクリーンに映された映像視野を見ながら、ハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルを操作して仮想の運転動作を開始する。これにより、運転回転角度検出手段によりハンドルの運転回転角度が検出され、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて速度演算手段により標準車両の速度が算出される。この速度データと、標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れが制御される。これにより、車両の移動に応じた視野の変化が適正にスクリーンに再現される。また、速度データとハンドルの運転回転角度データと道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両が三次元プロファイルの道路を走行したと想定して、運転力覚値データが得られ、この運転力覚値データにより振動装置が駆動される。これによる運転席の振動に応じて、官能検知手段により、運転者の体温、脈拍等の官能データが得られる。
【０００７】
路面計画手順においては、標準力覚値取得手順で得られた標準力覚値データと、標準路面データ取得手順で得られた運転力覚値データと官能データとに基づいて、路面設計者が、評価路面の状態を判断して、評価路面を所定の程度に改善した計画道路を設計することができる。つぎに、この計画道路について、計画力覚値取得手順及び計画路面データ取得手順により評価される。計画力覚値取得手順においては、標準車両が、計画道路を標準速度で走行したと想定して、力覚値演算手段により標準車両の運転席で受ける計画力覚値が求められる。
【０００８】
つづいて、計画路面データ取得手順においては、仮想運転試験装置を用いて、標準車両が計画道路を走行したと想定して、速度データと、標準回転角度データと運転回転角度データの差とに基づいて、映像再生制御手段により映像再生装置の映像再生速度及び映像の左右への振れが制御され、速度データと運転回転角度データと道路データに基づいて、演算駆動制御手段により、標準車両が計画道路を走行したと想定して、力覚値が演算されて計画運転力覚値データとされる。この計画運転力覚値データにより、振動装置が駆動されると共にそれにより運転者が感じる計画官能データが求められる。これら、計画運転力覚値データ、計画官能データとにより、計画道路の評価が行われ、評価が不十分なときは、路面計画が再度行われ、計画力覚値取得手順と、計画路面データ取得手順が行われる。この手順の繰り返しにより、客観的データに基づいて計画道路の適正な評価が得られる。
【０００９】
また、上記請求項２の発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の道路路面計画の評価方法において、路面縦断プロファイル測定手段による測定方法が、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を同一直線方向に合わせて円盤状の第１ローラ、第２ローラ及び第３ローラを配設し、第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを回転自在に連結する第１連結棒と、第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて第２及び第３ローラを回転自在に連結する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第１連結棒と第２連結棒が互いに真直な状態から回動したときの変位角度を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックを用い、測定ブロックを測定車両に連結部材によって路面に向けて付勢するように弾性的に取付け、第１及び第２連結棒が真直状態での第１ローラ及び第３ローラの中心間寸法を基準距離として、基準距離を複数点に分割した複数の計測位置を決め、測定ブロックが路面の縦方向に基準距離を通るときに進行方向先頭のローラが計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第１及び第２連結棒のなす変位角度を角度検出手段により検出し、角度検出手段による変位角度検出値と測定ブロックが直前の計測位置に在るときの測定ブロックにおける各計測位置での既知の高さデータとに基づいてフィルタ演算手法を用いて各計測位置での路面の高さデータを算出することにより基準距離の単位路面プロファイルを求め、路面の縦方向全体にわたって連続した単位路面プロファイルを集積することにより行われることにある。
【００１０】
上記のように構成した請求項２の発明においては、測定ブロックは、起点からスタートして路面の縦方向に基準距離に相当する距離を通る。その際、先頭のローラが基準距離内の予め決められた各計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第１連結棒及び第２連結棒のなす変位角度が角度検出手段により検出される。この角度検出手段による検出値と、この角度検出位置の直前の計測位置での測定ブロックにおける各計測位置の既知の高さデータとに基づいて、フィルタ演算手法を用いることにより順次各計測位置での高さデータを算出することができる。各計測位置での算出データを合せることにより、基準距離内の路面のプロファイルを、短いピッチの各計測位置毎に精密に得ることができる。このように得られた基準距離における単位路面プロファイルを路面の縦方向全体にわたって連続して集積することにより、路面全体の精密な縦断プロファイルを得ることができる。
【００１１】
また、上記請求項３の発明の構成上の特徴は、前記請求項２に記載の道路路面計画の評価方法において、フィルタ演算手法が、無限インパルス応答フィルタ演算法であることにある。このように、フィルタ演算手法として、無限インパルス応答フィルタ演算法を用いることにより、路面縦断プロファイル演算式を求めることができ、この演算式により、基準距離を複数の区分に細分し、各計測位置での精度のよい高さデータを、変位角度と直前の計測位置での測定ブロックの各計測位置の既知の高さデータから求めることができる。
【００１２】
また、上記請求項４の発明の構成上の特徴は、前記請求項１から３のいずれか１項に記載の道路路面計画の評価方法において、路面横断プロファイル測定手段による測定方法が、測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた２箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた２つの光源を用いて、光源からの光線を路面の横方向に移動させ、濃淡画像濃度マッチング法に基づいて２つの光源からの光線の路面上での交叉位置を決めると共に各交叉位置での各光源からの光線と両光源間を結ぶ線とのなす内角度である各光線角度を求め、光源間の距離と各光線角度とから各交叉位置の横及び高さのデータを算出することにより行われることにある。
【００１３】
上記のように構成した請求項４の発明においては、測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた２箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた２つの光源を用い、濃淡画像濃度マッチング法に基づいて２つの光源からの光線の路面上での交叉位置を求めつつ光源を横方向に移動させ、各交叉位置での各光源の光線と各光源間を結ぶ線とのなす角度である光線角度が求められる。そして、光源間の距離と各光源の光線角度とから各交叉位置の横及び高さの座標が簡単に算出される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
本実施形態の道路路面計画の評価方法は、Ｉ．道路路面の３次元のプロファイル、運転者の視野、運転によるハンドル角度を求める第１段階、ＩＩ．測定されたプロファイル用いて現状の路面の状態を評価する第２段階、ＩＩＩ．現状の路面についての評価に基づいて新たに路面を計画し、計画した路面を評価する第３段階、に分けられており、これらを順次行うことにより実施される。以下、第１〜第３段階について順次説明する。
【００１５】
Ｉ．第１段階
第１段階は、（１）路面の縦断プロファイルＰｖを求める段階、（２）路面の横断プロファイルＰｈを求める段階、（３）規定の車両で路面を一定速度で走行したときの、ハンドルの回転角Ｈを求めると共に、運転者の前面視野に相当する映像データを求める段階、が含まれる。これら３段階については、通常は、１台の測定車両により同時に行われるが、各段階で別個に行うことも可能である。以下、各段階について説明する。
【００１６】
（１）路面の縦断プロファイルを求める段階（Ｉ−１段階）
図１は、測定車両Ｍに、道路の路面Ｄの縦断方向のプロファイルＰｖを計測するために用いる３台の測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを並列に取り付けた状態を模式図により平面視で表したものであり、図２及び図３は、測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの概略構成を正面図及び平面図により示したものである。
【００１７】
測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、測定車両Ｍの後側にて、通常の車両の左右両輪の間隔にほぼ等しい２ｍの距離において１ｍずつ離して配置される。測定ブロック１０Ａ（１０Ｂ，１０Ｃについても同様である）は、図２に示すように、進行方向（図示矢印方向）に向って後中前の３個の円盤形の第１、第２及び第３ローラ１１，１２，１３を有している。各ローラ１１，１２，１３は、硬質のゴムあるいはプラスチック製であって、同一直線上に回転方向を同一直線方向に合わせて配列されている。第１、第２及び第３ローラ１１，１２，１３の外径は、本実施形態では１００ｍｍφになっている。第１、第２及び第３ローラ１１，１２，１３には、それぞれ回転軸１１ａ，１２ａ，１３ａが貫通固定されている。第１ローラ１１と第２ローラ１２の回転軸１１ａ，１２ａの両端側には、長尺板状の一対の第１連結棒１４が回転軸１１ａ，１２ａが回転自在なように固定されている。また、第２ローラ１２と第３ローラ１３の回転軸１２ａ，１３ａの両端には、長尺板状の一対の第２連結棒１５が回転軸１２ａ，１３ａが回転自在なように固定されている。本実施形態では、ローラ１１，１２間及び及ローラ１２，１３間の距離がいずれも２５０ｍｍにされており、したがって各ローラ１１，１２，１３が一直線上に配列されたときの第１ローラ１１と第３ローラ１３の中心間の寸法である基準距離が５００ｍｍになっている。
【００１８】
第１連結棒１４（又は第２連結棒１５）には、いずれかのローラ１１、１２、１３の回転数から測定ブロックの移動距離を検出する距離測定器１６が取り付けられている。また、第２連結棒１５には、第１連結棒１４と第２連結棒１５が互いに真直な状態から回動した変位角度θを検出する角度検出手段であるロータリエンコーダ１８が取り付けられている。
【００１９】
各測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、第１連結棒１４に固定された連結支持棒１９によって測定車Ｍに連結されている。連結支持棒１９は、第１連結棒１４及び測定車Ｍに対して、それぞれ回動自在に取り付けられている。さらに、連結支持棒１９は、長さ方向中間位置にて、コイルバネ１９ａにより測定車Ｍと弾性的に連結されており、コイルバネ１９ａによって測定ブロック１０を道路にわずかに押し付ける方向に付勢されている。これにより、測定ブロック１０は、測定車Ｍの移動に伴って路面に軽く押しつけられた状態で移動できるようになっている。
【００２０】
測定車Ｍには、マイクロコンピュータからなる制御装置２１が設けられている。制御装置２１の記憶部には、上記基準距離が５０区分に分割された計測位置の間隔値（測定ピッチ）１０ｍｍが記憶されており、またフィルタ演算手法の一例である無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、以下ＩＩＲフィルタと記す）演算法による凹凸演算式（後述する数１４）が記憶されている。そして、制御装置２１の入力側には、上記距離測定器１６及びロータリエンコーダ１８が接続されており、出力側にはＣＤＲＯＭ，ＦＤ等のプロファイルデータ記録装置２２や、図示しないプリンタ等の表示装置等が接続されている。さらに、測定車Ｍには、路面上の正確な位置を求めるための衛星位置監視装置ＧＰＳが取り付けられている。なお、道路の３次元方向については、以下、道路の幅方向をｘ、道路の上下方向をｙ、道路の縦方向をｚとする。
【００２１】
ここで、上記ＩＩＲフィルタ演算法について説明する。
図４に示すように、第１及び第２連結棒１４，１５（ここでは同一長さである）が真直状態での第１ローラ１１及び第３ローラ１３の中心間距離である基準距離５０（任意単位とする）を例えば５０等分し、各計測位置をｉ〜（ｉ−５０）とする。各計測位置に対応する路面高さをｙ（ｉ）〜ｙ（ｉ−５０）とすると、第１連結棒１４と第２連結棒１５のなす角度ｕ（ｉ）は、下記数１で表される。
【００２２】
【数１】
2004162388.tif 000003
【００２３】
ただし、ａは定数である。数１をｙ（ｉ）で表すと下記数２となる。
【００２４】
【数２】
2004162388.tif 000004
【００２５】
ここで、上記数１をｚ変換することにより、下記数３となる。さらに、数３をＹ（ｚ）で表すと数４のようになる。
【００２６】
【数３】
2004162388.tif 000005
【００２７】
【数４】
2004162388.tif 000006
【００２８】
数４の分母をＤ（ｚ）として展開すると、数５のようになる。さらに、数５をＤ１（ｚ）及びＤ２（ｚ）の積で表すと、Ｄ１（ｚ）とＤ２（ｚ）は数６に示すようにまとめられる。
【００２９】
【数５】
2004162388.tif 000007
【００３０】
【数６】
2004162388.tif 000008
【００３１】
Ｄ（ｚ）＝０の解すなわちフィルタの極Ｐｋは、１が２個と、ｅ［ｊ（２π／２５）ｉ］各２個ずつ（ｉ＝１〜２５）、すなわち２５の間の凹凸の積算に対応する、ものである。この極Ｐｋのふるまいは、（ｉ，ｉ（Ｐｋ）ｉ）であり、すべての極の絶対値が１となり、Ｄ（ｚ）を分母に持つフィルタ出力は、発散することになる。
そこで、さらに極を下記数７のように置き換えることにより、フィルタの出力を収束させることができる。
【００３２】
【数７】
2004162388.tif 000009
【００３３】
数７に基づき上記Ｄ１（ｚ）、Ｄ２（ｚ）の極を置き換えることにより、下記数８、数９に示すように、Ｄ１′（ｚ）、Ｄ２′（ｚ）が得られる。
【００３４】
【数８】
2004162388.tif 000010
【００３５】
【数９】
2004162388.tif 000011
【００３６】
さらに、Ｄ１′（ｚ）、Ｄ２′（ｚ）を掛け合せることにより、下記数１０に示すように、Ｄ′（ｚ）にまとめられる。
【００３７】
【数１０】
2004162388.tif 000012
【００３８】
ここで、Ｃ１〜Ｃ５０は定数である。このＤ′（ｚ）を上記数４のＤ（ｚ）と置き換えることにより、下記数１１が得られ、さらに数１１をＵ（ｚ）で表すことにより数１２が得られる。
【００３９】
【数１１】
2004162388.tif 000013
【００４０】
【数１２】
2004162388.tif 000014
【００４１】
上記数１２を逆ｚ変換することにより、計測位置ｉでの第１連結棒１４と第２連結棒１５のなす変位角度Ｕ（ｉ）を表す数１３が得られる。さらに、数１３をｙ（ｉ）で表すことにより計測位置ｉでの路面高さであるｙ（ｉ）を示す数１４が得られる。
【００４２】
【数１３】
2004162388.tif 000015
【００４３】
【数１４】
2004162388.tif 000016
【００４４】
すなわち、ＩＩＲ法を採用することにより、数１４に示す路面縦断プロファイルの演算式を求めることができる。この演算式により、基準距離を複数の区分に細分し、各計測位置での高さデータを、変位角度Ｕ（ｉ）と、直前の計測位置での測定ブロックの各計測位置の既知の高さデータから求めることができる。
【００４５】
つぎに、上記測定系による道路の凹凸の測定について説明する。
図４に示すように、測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、道路の平坦にされた初期位置に進行方向に向けて載置され、さらに、中央の測定ブロック１０Ｂを道路のＯＷＰ位置に合せてかつ先頭の第３ローラ１３が起点Ｇにセットした状態にされる。初期位置では、角度ｕ（０）＝０、高さデータｙ（０）＝…＝ｙ（−２５）＝…＝ｙ（−５０）＝０である。ここで、初期位置での高さデータを基準値とするために「０」とした。
【００４６】
測定車Ｍを前方（縦方向）に進行させることにより、測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃも移動する。測定ブロック１０が１ｃｍ移動して第１の計測位置に到達すると、距離測定器１６及びロータリエンコーダ１８の測定結果が制御装置２１に入力される。すなわち、まず第１の計測位置での角度ｕ（１）の値が得られる。ここで、直前の計測位置での既知の高さデータとしては、初期値からｙ（０）＝…＝ｙ（−４９）＝０であるので、制御装置２１は、ＩＩＲフィルタ演算手法による数１４に基づいて第１の計測位置での高さデータｙ（１）を算出する。以下、測定ブロック１０が１ｃｍ移動する毎に、同様にして、制御装置２１により順次各計測位置での高さデータｙ（２）、ｙ（３）…ｙ（４９）、ｙ（５０）が求められる。
【００４７】
すなわち、測定ブロック１０が、起点Ｇからスタートして路面の縦方向に基準距離に換算した距離５０ｃｍを通る間に、先頭の第３ローラ１３が各計測位置に順次到達する毎に、各計測位置にて第１及び第２連結棒１４，１５のなす変位角度がロータリーエンコーダ１８により検出される。距離測定器１６からの出力と、ロータリエンコーダ１８からの変位角度検出値ｕ（ｉ）を受けて、制御装置２１は、計測位置に対する直前の計測位置での測定ブロック１０の各計測位置での既知の高さデータを用い、上記数１４の演算式に基づいて計測位置での高さデータを算出することができる。そして、各計測位置での高さデータｙ（ｉ）を合せることにより、図５に示すように、各測定ブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃについて、基準距離内の路面の単位路面プロファイルを、各計測位置間の短いピッチ毎に精密に得ることができる。このように得られた基準距離における単位路面プロファイルを路面の縦方向全体にわたって連続して集積することにより、路面全体の精密な縦断プロファイルＰｖを得ることができる。
【００４８】
その結果、上記縦断プロファイルの測定方法によれば、基準距離内に区分された各計測位置間の短いピッチ毎に路面の精密な凹凸データに得ることができるため、路面全体において存在する構造物ジョイント、コンクリートメジ、ポットホール等の小さな凹凸物も含めて路面全体の凹凸を精度良く検出することができる。
【００４９】
なお、上記縦断プロファイルの測定方法においては、測定車Ｍに搭載された制御装置２１により、計測位置での角度検出値等に基づいて高さデータが算出されているが、これに代えて、測定車Ｍでは計測データのみを取得するようにし、高さデータの算出は、この計測データに基づいて別の場所で行うようにしてもよい。また、上記実施形態では、測定ブロック１０の第１連結棒１４と第２連結棒１５の長さが同一になっているが、両者の長さを同一にする必要はなくそれぞれの長さを変えてもよい。さらに、距離測定器１６についても上記測定方法に示したものに限らず、取付け位置についても連結棒に限らない。また、角度検出手段についても、ロータリーエンコーダに限らず、類似の検出手段を用いることができる。さらに、フィルタ演算手法としては、上記ＩＩＲ演算法に代えて、高速フーリエ変換を用いた方法等も可能である。また測定ブロックの具体的構成についても、上記測定方法に示したものに限らない。
【００５０】
（２）路面の横断プロファイルＰｈを求める段階（Ｉ−２段階）
図６及び図７は、測定車両Ｍの後側上部に、道路の路面Ｄの横断方向のプロファイルを計測する方法に用いる２台の光源２５，２６を並列に取り付けた状態を模式図により測定車両の上部及び後部から見た状態を表したものである。両光源２５，２６は直進性のよいレーザー光源であることが望ましく、距離Ｌを隔てて配置されており、上記車両の進行方向の軸（ｚ軸）を中心として回転装置（図示しない）により回動可能なようにされている。また、両光源２５，２６には、多数の画素が一次元に配列されたラインカメラ２７，２８が配設されている。
【００５１】
路面の横断プロファイルについては、濃淡画素濃度マッチング法に基づいて求められる。すなわち、濃淡画素濃度マッチング法によれば、両光源２５，２６からの光線が路面上で交叉する点については、ラインカメラ２７，２８の濃淡位置から、濃い点が両光線の交叉位置として決められる。このラインカメラ２７，２８による交叉位置から、両光線と光源２５間を結ぶ線とにより形成される三角形の、光源２５，２６位置における内角である傾斜角θ１，θ２が求められる。さらに、両光源２５，２６間の距離Ｌ及び傾斜角度θ１，θ２から、各交叉位置での位置ｘ及び高さｚが算出される。
【００５２】
両光源２５，２６は、図示しない回転装置によって、道路の幅方向の左端から右端の間を移動し、複数の測定点で重なり合うようにされる。制御装置２１は、両光源２５，２６の動きを制御すると共に、両ラインカメラ２７，２８からの信号を処理することにより、路面Ｄの横断方向の多数の交叉位置での傾斜角度θ１，θ２データを演算により求め、さらに演算データに基づいて各交叉位置での位置ｘ及び高さｚを算出することにより、横断プロファイルＰｈを作成する。
制御装置２１は、上記のように求められた縦断プロファイルデータＰｖ及び横断プロファイルデータＰｈにより、図８に示すような路面Ｄの三次元のプロファイルＰ３ｄを演算により求め、プロファイル記憶装置２２に記憶する。
【００５３】
（３）規定の車両で路面を一定速度で走行したときの、ハンドルの回転角Ｈθ、及びを運転者の前面視野に相当する映像データを求める段階（以下、Ｉ−３段階と記す）
図９は、測定車両Ｍの前面位置に、道路を走行時の測定車両Ｍから運転者が見る車両前方の視野を撮影する２台のビデオカメラ３１，３２が配置された状態を平面視で模式図により概略的に示したものである。両ビデオカメラ３１，３２は、運転者の左右の目に対応するように、視差の間隔で配置されている。両ビデオカメラ３１，３２は、横方向の視野を広角に拡大するために凹シリドカルレンズが取り付けられるか、または凸反射板が取り付けられる。ビデオカメラ３１，３２は、両者のいずれかに接続が切り替えられる切替スイッチ３３を介して、ビデオディスク記録装置３４に接続されている。切替えスイッチ３３が、一定の時間間隔で切り替えられることにより、両ビデオカメラ３１，３２による撮影映像が交互にビデオディスク記録装置３４においてビデオディスクに映写データ３５として記録される。一方、測定車両Ｍのハンドル３６にはハンドル角センサが設けられており、ハンドル３６の回転角度Ｈθを検出して、制御装置２１に出力するようになっている。
【００５４】
そして、測定車両Ｍが道路の測定範囲を、４０ｋｍ／ｈ程度の低速度で走行する過程で、両ビデオカメラ３１，３２により連続的に撮影された視野の映像データ３５がビデオディスクに記録される。また、測定車両Ｍが道路の測定範囲を、４０ｋｍ／ｈ程度の低速度で走行中に、道路の曲りに応じて運転者によりハンドル３６が切られたときの標準回転角度Ｈθデータが、ＣＤＲＯＭ，ＦＤ等の回転角度記憶装置２３に記憶される。
【００５５】
ＩＩ．第２段階
第２段階は、第１段階で求められた、路面の三次元プロファイルＰ３ｄデータ、視野の映像データ３５、及びハンドルの標準回転角度Ｈθデータと、路面の材質，構造，すべり摩擦係数等道路の特性を示す道路データとに基づいて、現状の路面の状態を評価するものである。第２段階は、以下の（１）、（２）の段階に分けられる。（１）標準車両により現状の路面を、一定速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である標準力覚値ｆｘ，ｆｙ，ｆｚを算出するもので、三次元プロファイルＰ３ｄデータ、及びハンドルの標準角度Ｈθデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる現状道路についての標準力覚値取得段階。（２）標準車両が現状道路を走行すると想定して、運転者が前方の風景の映像を見ながら標準車両を任意の速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である力覚値ｆｘ，ｆｙ，ｆｚを算出するもので、三次元プロファイルＰ３ｄデータ、視野の映像データＶＤ、及び運転者のハンドル操作による回転角Ｈθｋデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる標準路面データ取得段階。
【００５６】
（１）現状道路についての標準力覚値取得段階（ＩＩ−１段階）
運転席で受ける三次元の力である力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの算出について説明する。高さ方向の力覚値ｆｙは、図１０に示す一車輪についてのモデルを用いて求められる。車両のサスペンションのコイルのバネ定数をｋｓ、バネの下側の質量をｍｌ、バネ上の質量ｍｕ、タイヤのバネ定数ｋｔとしたとき、バネ上質量の高さｙｕと、バネ下質量の高さｙｌの差（ｙｕ−ｙｌ）にバネ定数ｋｓ、ｋｔ及びダンパのバネ定数ｃｓを含めたバネ定数を掛けることにより、力覚値ｆｙが得られる。標準車両の走行方向ｚの力覚値ｆｚについては、運転者によるアクセル、ブレーキの操作量による加速度変化に基づいて得られる。
【００５７】
幅方向ｘの力覚値ｆｘについては、路面の傾き及び道路の曲りに基づくハンドルの回転角度Ｈθデータにより求められる。本発明においては、路面は真直ぐであると考えられており、カーブについては、真直ぐな路面が横風による力を受けたものと考える。横風の大きさは、ほぼカーブの遠心力に等しく、カーブの曲率すなわちハンドル回転角度に対応する量と、路面の摩擦係数と、標準車両の速度とその質量とにより求められる。路面の傾きによる力覚値については、路面の幅方向の凹凸差による車両の傾きにより求められる。これらを合せることにより力覚値ｆｘが求められる。
【００５８】
現状道路についての標準力覚値データ取得のための演算装置３８について、図１１に示す。演算装置３８は、マイクロコンピュータからなり、その入力側には、三次元プロファイルＰ３ｄデータを記憶したプロファイル記憶装置２２、ハンドルの角度Ｈθデータを記憶した回転角度記憶装置２３、標準車両のバネデータ等の力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの算出に必要なバネ定数、バネ質量等のデータを記憶した車両データ記憶装置２４、道路データバンクに登録された道路の材質，構造，すべり摩擦係数等の道路データを記録した道路データ記憶装置２９が接続されている。また、演算装置３８の出力側には、算出した力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚを記録するＣＤＲＯＭ，ＦＤ等の力覚値記憶装置３９が接続されている。そして、演算装置３８は、三次元プロファイルＰ３ｄデータを記憶したプロファイル記憶装置２２、ハンドルの回転角度Ｈθデータを記憶した回転角度記憶装置２３、標準車両のバネデータ等の力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの算出に必要なデータを記憶した車両データ記憶装置２４、道路データ記憶装置２９から、それぞれデータを入力し、標準車両が例えば４０ｋｍ／ｈで道路を走行したと想定して、標準力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚを演算して、その結果を力覚値記憶装置３９に記憶する。以上に説明したように、ＩＩ−１段階では、現状道路についてのデータである標準力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚデータを記録した力覚値記憶装置３９が得られる。
【００５９】
（２）現状道路についての標準路面データ取得段階（ＩＩ−２段階）
このデータ取得のために、仮想運転試験装置であるドライビングシミュレータ４０が用いられる。ドライビングシミュレータ４０は、床面に設けられて運転者が実際に着席して運転操作を行う運転装置部４１と、運転装置部４１の前方に設けられた道路前方の風景を映写するスクリーン５２等を備えた映写装置５１が設けられている。運転装置部４１は、運転席４２と、ハンドル４３と、アクセル４４と、ブレーキ４５を備えている。運転席４２には、力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚデータを受けて、運転席４２を力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚに応じてｘ、ｙ、ｚ方向に変位させる振動装置４６が設けられている。また、ハンドル４３には、その回転角度を検知する回転角度センサ４７が設けられている。さらに、アクセル４４には、アクセルの踏む込みの角度を検出するアクセル角度センサ４８が設けられており、ブレーキ４５にはブレーキの踏む込みの角度を検出するブレーキ角度センサ４９が設けられている。さらに、運転装置部４１には、マイクロコンピュータからなる速度演算装置５０が設けられており、アクセル角度センサ４８及びブレーキ角度センサ４９からの検出信号を受けて、運転装置部４１の仮の速度を算出するようになっている。
【００６０】
映写装置５１は、運転装置部４１の前面に設けられたスクリーン５２と、スクリーンに映像を投影するプロジェクタ５３と、プロジェクタ５３に道路の映像情報を記憶した映写データ３５の内容を出力する映像再生装置５４と備えている。スクリーン５２は、運転装置部４１に対して、道路の両側の映像を映写できるような広い幅を備えている。
【００６１】
ドライビングシミュレータ４０は、映像再生制御装置６１及び演算駆動制御装置６２の制御により、動作すると共に現状道路についての標準路面データの取得が行われる。映像再生制御装置６１は、入力側に回転角度センサ４７及び速度演算装置５０が接続されており、出力側には映像再生装置５４が接続されている。演算駆動制御装置６２は、入力側に三次元プロファイルＰ３ｄデータを記憶したプロファイル記憶装置２２、標準車両のバネデータ等の力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの算出に必要なデータを記憶した車両データ記憶装置２４、道路データ記憶装置２９に加えて、回転角度センサ４７及び速度演算装置５０が接続されており、出力側には振動装置４６及び力覚値データを記憶する力覚値記録装置６３が接続されている。さらに、運転席４２には、各種官能センサ５８（体温、発汗、脈拍、脳波等）が接続されておリ、官能センサ５８の出力側は、官能データ記録装置５９に接続されている。
【００６２】
ＩＩ−２段階では、映像再生制御装置６１及び演算駆動制御装置６２の制御により、映写装置５１が、映像再生装置５４により再生された道路前方の映像情報をプロジェクタ５３によって運転装置部４１の前面に設けられたスクリーン５２に投影を開始する。続いて、運転者が、スクリーン５２に映し出された映像情報を見ながら運転操作を開始し、アクセル４４を操作して加速し、ブレーキ４５の操作により減速させる。それらの操作がアクセル角度センサ４８、ブレーキ角度センサ４９により検出され、速度演算装置５０に入力される。また、運転者は、ハンドル４３を操作してカーブに対応するが、回転角度センサ４７によりハンドルの運転回転角度Ｈθが検出され、映像再生制御装置６１及び演算駆動制御装置６２に出力する。
【００６３】
映像再生制御装置６１は、速度演算装置５０からの速度信号の入力に対応して、映像再生装置５４による再生速度を変化させる。これにより、スクリーン５２に投影される映像の表示速度が変えられる。これにより、運転者は、スクリーン５２を見ることによって、車両の速度を実感することができる。また、映像再生制御装置６１は、回転角度センサ４７からの運転回転角度Ｈθ信号の入力に対して、標準回転角度と運転回転角度の回転角度差を演算して、映像再生装置５４によるスクリーン５２上の映像を左右に振ることにより、投影される映像の範囲を調節する。これにより、運転者は、スクリーン５２を見ることにより、道路の曲りを実感することができる。
【００６４】
演算駆動制御装置６２は、速度演算装置５０からの速度信号の入力及び回転角度センサ４７からの回転角度Ｈθ信号の入力に対して、上記演算方法により、運転力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚを演算して、その結果を運転席４２に設けた振動装置４６に出力すると共に、力覚値記録装置６３に記憶する。これにより、振動装置４６が、運転席４２に上下、左右、前後方向に力を加えることにより、運転席４２に座った運転者は実際に道路を走行した状態と同じを感じることができる。このような運転者の運転状態での様子が官能センサ５８で検出され、官能センサ５８からの出力が、官能データ記録装置５９に記録される。
【００６５】
以上に説明したように、ＩＩ−２段階では現状道路についての標準路面データである運転力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚデータを記録した力覚値記録装置６３が得られると共に、運転者の官能データを記録した官能データ記録装置５９が得られる。
【００６６】
ＩＩＩ．第３段階
第３段階は、第２段階で求められた現状の路面の評価結果である、標準力覚値データと、標準路面データである運転力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚデータ及び官能データに基づいて、道路設計者が現状の路面の三次元プロファイルＰ３ｄデータを変更した新たに計画道路を設計することができる。さらに、この設計された計画道路の状態が評価される。新たな計画道路としては、まず、通常規格の路面であり、これに基づく凹凸形状になるように、現状の路面の三次元プロファイルＰ３ｄデータが、新たに路面の新三次元プロファイルＰ３ｄｎデータに変更される。第３段階の評価については、第２段階の評価と同様に、以下の（１）、（２）の段階に分けられる。（１）標準車両により新たに計画した路面を、一定速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である力覚値を算出するもので、新三次元プロファイルＰ３ｄｎデータ、及びハンドルの角度Ｈθデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる新たな路面についての計画力覚値データ取得段階。（２）標準車両により新たな路面を運転者が前方の風景の映像を見ながら任意の速度で走行させ、それによる運転席で受ける三次元の力である力覚値を算出するもので、新三次元プロファイルＰ３ｄｎデータ、視野の映像データ、及び運転者のハンドル操作による回転角Ｈθｋデータとに基づいてコンピュータ処理により行われる計画路面データ取得段階。
【００６７】
（１）新たな計画道路についての計画力覚値データ取得段階（ＩＩＩ−１段階）新たな計画道路についての計画力覚値データ取得のための演算装置３８について、図１１に示すものと同様であり、入力される三次元プロファイルＰ３ｄデータが、新たに計画されたデータに変更される点を除いて上記ＩＩ−１段階と同様である。これにより、ＩＩＩ−１段階では、標準車両が例えば４０ｋｍ／ｈで道路を走行した場合の覚値ｆｘｎ、ｆｙｎ、ｆｚｎを演算することにより、新計画道路についてのデータである計画力覚値ｆｘｎ、ｆｙｎ、ｆｚｎデータを記録した力覚値記憶装置３９が得られる。
【００６８】
（２）新しい計画道路についての計画路面データ取得段階（ＩＩＩ−２段階）
このデータ取得のためも、上記ドライビングシミュレータ４０が用いられ、入力される三次元プロファイルＰ３ｄデータが、新たに計画された新三次元プロファイルＰ３ｄｎデータに変更される点を除いて上記ＩＩ−２段階と同様である。これにより、ＩＩＩ−２段階では、新計画道路についてのデータである計画運転力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚデータを記録した力覚値記録装置６３が得られると共に、運転者の計画官能データを記録した官能データ記録装置５９が得られる。
【００６９】
そして、新たに計画された路面について得られた計画運転力覚値ｆｘ、ｆｙ、ｆｚデータ及び計画官能データが、新たな路面の規格に適合するか否かが判定される。判定結果が良好な場合は、計画された路面が適正であるが、不適格な場合は、新たに計画された新三次元プロファイルＰ３ｄｎデータの訂正が行われ、訂正された新三次元プロファイルＰ３ｄｎデータに基づいて、計画道路が良好であると判断されるまで、上記ＩＩＩ−１段階、ＩＩＩ−２段階の評価が繰り返し行われる。
【００７０】
つぎに、上記ＩＩ−１段階、ＩＩ−２段階の評価、及び上記ＩＩＩ−１段階、ＩＩＩ−２段階の評価を踏まえて、計画道路としてさらに種々の規格の道路、例えば高規格の道路の設計が行われる。このような高規格道路の評価としては、仮想運転試験装置４０を用いて、上記ＩＩＩ−２段階の評価法法により同様に行われる。以上に説明したように、上記実施形態に示したＩＩ−１段階、ＩＩ−２段階の評価、及び上記ＩＩＩ−１段階、ＩＩＩ−２段階を順次行うことにより、客観的データに基づいた適正な路面の評価を行うことができる。
【００７１】
なお、上記実施形態に示した道路路面計画の評価方法の、標準路面データ取得手順及び計画路面データ取得手順においては、力覚値データと官能データが求められ、路面計画に活用されているが、さらに標準車両のタイヤ振動、振動騒音等を求めて振動騒音データとすることができる。このように、標準車両のタイヤ振動、振動騒音等を路面評価データに加えることにより、より適正な路面評価が可能になる。その他、上記実施形態に示した道路路面計画の評価方法については、一例であり、具体的な装置あるいは演算方法等については、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
【００７２】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、道路データ取得手順において、現状道路の三次元プロファイルと、標準回転角度データと、測定車両の前方視野の映写データが求められ、標準力覚値取得手順において、三次元プロファイルデータと、ハンドルの標準回転角度データに基づいて、標準車両が、現状道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける標準力覚値が求められる。さらに、標準路面データ取得手順において、運転装置部の運転席に座った運転者が、映像再生装置からの映像入力によりプロジェクタによってスクリーンに映された映像視野を見ながら、ハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダルを操作して仮想の運転動作を行うことにより、標準車両が三次元プロファイルの道路を走行したときの力覚値である運転力覚値データが得られ、この力覚値データにより振動装置が駆動されることによる官能データが得られる。路面計画手順においては、標準力覚値データと、運転力覚値データ及び官能データとにより、標準路面を所定の程度に改善された計画道路が設計される。さらに、計画力覚値取得手順において、標準車両が、計画道路を標準速度で走行したと想定して、標準車両の運転席で受ける計画力覚値が求められ、計画路面データ取得手順において、仮想運転試験装置を用いて、計画運転力覚値データが求められると共に計画運転力覚値データに基づいて振動装置が駆動され、それにより運転者が感じる計画官能データが求められる。その結果、請求項１の発明によれば、現在の道路のデータに基づいて計画された計画道路のデータを客観的に評価することができるので、評価の客観性が確保され、適正な路面の評価が行われる。
【００７３】
また、測定ブロックを用いて、各計測位置にて第１連結棒及び第２連結棒のなす変位角度を求めて、変位角度の検出値と、角度検出位置の直前の計測位置での測定ブロックにおける各計測位置の既知の高さデータとに基づいて、フィルタ演算手法特にＩＩＲフィルタ演算法を用いることにより、順次各計測位置での精度のよい高さデータを算出することができる。各計測位置での算出データを合せることにより、基準距離内の路面のプロファイルを、短いピッチの各計測位置毎に精密に得ることができる（請求項２，３の発明の効果）。
【００７４】
また、測定車両の前側又は後側にて、横方向の所定距離離れた２箇所に道路の縦方向を中心として回動可能に取り付けられた２つの光源を用い、２つの光源からの光線の路面上での交叉位置を横方向に移動させ、各交叉位置での各光源の光線と各光源間を結ぶ線とのなす角度である光線角度が求められ、光源間の距離と各光源の光線角度とから各交叉位置の横及び高さデータが簡単に算出される（請求項４の発明の効果）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である路面の縦断プロファイルを求めるための用いられる測定車両Ｍに３台の測定ブロックを並列に取り付けた状態を平面視で示す模式図である。
【図２】測定車両に取り付けられる測定ブロックを概略的に示す正面図である。
【図３】同測定ブロックを概略的に示す平面図である。
【図４】測定ブロックにより基準距離での路面の凹凸を測定する方法について説明する説明図である。
【図５】路面の凹凸状態と基準距離内の各計測位置における高さデータとの関係を説明する説明図である。
【図６】測定車両Ｍに、道路の路面Ｄの横断方向のプロファイルを計測するために用いる一対の光源を取り付けた状態を平面視で示す模式図である。
【図７】測定車両Ｍに一対の光源を取り付けた状態を背面から見た模式図である。
【図８】路面の縦断プロファイルデータ及び横断プロファイルデータに基づいて求められた路面の三次元プロファイルデータを概略的に示す示す斜視図である。
【図９】測定車両Ｍのハンドル角度の測定及び前方の視野の撮影のための車両に搭載された計測制御系を平面視で示す模式図である。
【図１０】測定車両に加えられる上下方向の力覚値を求めるためのモデルを示す模式図である。
【図１１】速度一定の標準状態で測定車両に加えられる上下方向の力覚値を求めるための演算構成を示すブロック図である。
【図１２】ドライビングシミュレータを用いた運転者による測定車両の運転状態での三次元の力覚値を求めるための演算構成を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…測定ブロック、１１，１２，１３…第１，第２，第３ローラ、１１ａ，１２ａ，１３ａ…回転軸、１４…第１連結棒、１５…第２連結棒、１８…ロータリエンコーダ（角度検出手段）、２１…制御装置、２２…プロファイル記憶装置、２３…回転角度記憶装置、２４…車両データ記憶装置、２５，２６…光源、２７，２８…ラインカメラ、２９…道路データ記憶装置、３１，３２…ビデオカメラ、３４…ビデオディスク記録装置、３５…映写データ、３８…演算装置、３９…力覚値記憶装置、４０…ドライビングシミュレータ、４１…運転装置部、４２…運転席、４３…ハンドル、４６…振動装置、５０…速度演算装置、５１…映写装置、５２…スクリーン、５３…プロジェクタ、５４…映像再生装置、５９…官能データ記録装置、６１…映像再生制御装置、６２…演算駆動制御装置、６３…力覚値記録装置。
【図１】
2004162388.tif 000017
【図２】
2004162388.tif 000018
【図３】
2004162388.tif 000019
【図４】
2004162388.tif 000020
【図５】
2004162388.tif 000021
【図６】
2004162388.tif 000022
【図７】
2004162388.tif 000023
【図８】
2004162388.tif 000024
【図９】
2004162388.tif 000025
【図１０】
2004162388.tif 000026
【図１１】
2004162388.tif 000027
【図１２】
2004162388.tif 000028