JP2005326380A - Monitoring method for vehicle condition by noncontact communication, vehicle condition sensor, data capture device, and analyzing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のタイヤ、エンジン、サスペンション等の車両部品の異常判定、駐車状態等の判断を車両外で行うためのセンシング技術に関する。より詳しくは、非接触通信による車両状態の監視方法、および、この方法の実施に適した車両状態センサ、データキャプチャ装置、アナライズシステムに関する。 The present invention relates to a sensing technique for performing an abnormality determination of a vehicle component such as a tire, an engine, and a suspension of a vehicle and a determination of a parking state or the like outside the vehicle. More specifically, the present invention relates to a vehicle state monitoring method by non-contact communication, and a vehicle state sensor, a data capture device, and an analyze system suitable for implementing this method.
車両本体、タイヤ、エンジン、サスペンション等の状態は、静止中は、運転前の目視点検ないし法定による車検の定期検査時において、外観を含めた動作確認により検知される。走行中は、運転者が、異常振動その他の違和感を体感するかどうかにより検知される。 The state of the vehicle body, tires, engine, suspension, etc., when stationary, is detected by a visual check before driving or an operation check including the appearance at the time of a regular inspection of a vehicle inspection by law. While the vehicle is running, it is detected based on whether the driver feels abnormal vibration or other uncomfortable feeling.
静止状態では、例えばタイヤに釘が刺さっていたり、一部のサスペンションが弱っていたりする状態を迅速に検知することができない。また、走行中の車両の状態検知では、異常状態かどうかを体感する際の運転者による個人差がある。
本発明は、車両の状態検知を迅速かつ適切に行うことができる手法を提供することを主たる課題とする。
In the stationary state, for example, a state where a nail is stuck in the tire or a part of the suspension is weak cannot be detected quickly. Moreover, in the state detection of the vehicle in driving | running | working, there exists an individual difference by the driver | operator at the time of experiencing whether it is an abnormal state.
This invention makes it the main subject to provide the technique which can perform the state detection of a vehicle rapidly and appropriately.
本発明は、非接触通信による車両状態の監視方法、車両状態センサ、データキャプチャ装置およびアナライズシステムにより、上記の課題の解決を図る。
本発明の監視方法は、車両に備えられ、外部装置との非接触通信が可能な車両状態センサが、当該車両に搭載されている車両部品の基準値に対する物理的変位量を計測し、計測結果データおよび計測時の時刻データを当該車両の識別データと共に所定のメモリ媒体に記録する段階と、前記車両状態センサと直接又は間接に非接触通信が可能な装置が、前記車両の運転者に知られることなく前記車両状態センサを通じて前記メモリ媒体に記録されている計測結果データ、時刻データおよび車両の識別データを取得し、取得した計測結果データおよび時刻データと所定の基準データとを比較することにより前記車両部品の状態を分析し、これにより前記識別データにより特定される車両用の分析結果データを生成する段階と、を有することを特徴とする方法である。
The present invention aims to solve the above problems by a vehicle state monitoring method, a vehicle state sensor, a data capture device, and an analyze system using non-contact communication.
According to the monitoring method of the present invention, a vehicle state sensor provided in a vehicle and capable of non-contact communication with an external device measures a physical displacement amount with respect to a reference value of a vehicle component mounted on the vehicle, and the measurement result A method of recording data and time data at the time of measurement together with identification data of the vehicle in a predetermined memory medium, and a device capable of non-contact communication directly or indirectly with the vehicle state sensor are known to the driver of the vehicle Without acquiring the measurement result data, time data and vehicle identification data recorded in the memory medium through the vehicle state sensor, and comparing the acquired measurement result data and time data with predetermined reference data Analyzing the state of the vehicle component, and thereby generating analysis result data for the vehicle specified by the identification data. It is a method of.
本発明のある実施の態様では、1台の車両に搭載される複数の車両部品の各々に、センシング部品とRFIDタグとの組を装着するとともに、前記車両の所定部位にプロセッサユニットを装着することにより前記車両状態センサを構成し、センシング部品で計測した前記物理的変位量を当該センシング部品と組になるRFIDタグにより前記プロセッサユニットに集約させる。 In one embodiment of the present invention, a set of a sensing component and an RFID tag is attached to each of a plurality of vehicle parts mounted on one vehicle, and a processor unit is attached to a predetermined part of the vehicle. The vehicle state sensor is configured as described above, and the physical displacement measured by the sensing component is aggregated in the processor unit by an RFID tag paired with the sensing component.
振動解析を容易にする観点からは、車両の走行路に突起物を設け、この突起物を踏んだ車両に生じた振動を前記車両状態センサで計測し、これにより得られた振動の計測結果データを、前記走行路から所定離れた部位の路面に埋設された路面アンテナで受信して前記装置に導くようにする。
路面の状態も考慮する場合は、路面センサで前記路面の表面状態を計測し、この計測結果により前記計測結果データを補正するようにする。
From the viewpoint of facilitating vibration analysis, a projection is provided on the traveling path of the vehicle, the vibration generated in the vehicle that has stepped on the projection is measured by the vehicle state sensor, and the vibration measurement result data obtained thereby Is received by a road surface antenna embedded in a road surface at a predetermined distance from the traveling road and guided to the device.
When the road surface state is also taken into consideration, the road surface state is measured by a road surface sensor, and the measurement result data is corrected based on the measurement result.
車両部品の状態分析は、例えば振動の有無および時刻データに基づく駐車状態の有無と、前記振動の計測結果データを振動解析することにより得られたデータと所定の基準データとを比較することによる当該車両部品の異常の有無である。
前記振動解析することにより得られたデータは、例えば、FFT解析により得られた振動数データ、あるいは、振動発生後収束するまでの減衰時間である。前記基準データは、前者の場合は当該車両部品の固有振動数データであり、後者の場合は当該車両部品において許容された減衰許容時間である。
The vehicle component state analysis is performed by, for example, comparing the presence / absence of vibration and the presence / absence of a parking state based on time data with data obtained by analyzing vibration of the vibration measurement result data and predetermined reference data. It is the presence or absence of abnormality of vehicle parts.
The data obtained by the vibration analysis is, for example, frequency data obtained by FFT analysis, or attenuation time until convergence after the vibration is generated. In the former case, the reference data is the natural frequency data of the vehicle part. In the latter case, the reference data is the allowable damping time allowed for the vehicle part.
本発明の監視方法における好ましい実施の態様では、前記装置が電子カメラを備えており、この電子カメラで撮影することにより得られた車両の画像に対して、前記分析結果データ又は分析結果データに基づいて得られたデータを電子すかしにより混入させるようにする。 In a preferred embodiment of the monitoring method of the present invention, the apparatus includes an electronic camera, and an image of a vehicle obtained by photographing with the electronic camera is based on the analysis result data or the analysis result data. The data obtained in this way is mixed with an electronic watermark.
本発明の車両状態センサは、外部装置との間で非接触通信を行うためのアンテナと、それぞれ車両に搭載されている車両部品毎に装着され、当該車両部品の基準値に対する物理的変位量を計測する複数のセンシング部品と、各センシング部品による計測結果を集約した車両状態データを時刻データと共に所定のメモリ媒体に記録するとともに、前記アンテナを通じて受信した外部装置からのデータ転送コマンドに呼応して前記メモリ媒体に記録されている車両状態データおよび時刻データを読み出し、読み出したデータを当該車両の識別情報と共に前記アンテナを通じて前記外部装置へ転送する制御手段とを備えたことを特徴とする。 The vehicle state sensor according to the present invention is equipped with an antenna for performing non-contact communication with an external device, and each vehicle component mounted on the vehicle, and the physical displacement amount with respect to the reference value of the vehicle component. A plurality of sensing components to be measured, and vehicle state data in which measurement results by each sensing component are aggregated are recorded in a predetermined memory medium together with time data, and in response to a data transfer command received from the external device through the antenna Control means for reading vehicle state data and time data recorded in a memory medium and transferring the read data together with identification information of the vehicle to the external device through the antenna.
車両状態センサが備える前記制御手段は、例えば、前記メモリ媒体に記録されている車両状態データのうち、物理的変位量が変化した車両部品についての車両状態データを、当該変化時点の時刻データと共に更新する。
ある実施の態様では、前記複数のセンシング部品は、それぞれ自己が装着される車両部品の識別情報を、前記物理的変位量の計測結果と共に、周期的に前記制御手段へ送信するRFID(Radio Frequency Identification)タグを有する。この場合、前記制御手段は、複数周期にわたって連続して受信した前記車両部品の識別情報についての前記計測結果を前記車両状態データの一部として前記メモリ媒体に記録する。
The control means included in the vehicle state sensor updates, for example, the vehicle state data of the vehicle part whose physical displacement has changed among the vehicle state data recorded in the memory medium together with the time data at the time of the change. To do.
In an embodiment, each of the plurality of sensing components periodically transmits RFID (Radio Frequency Identification) information identifying the vehicle component to which the plurality of sensing components are mounted together with the measurement result of the physical displacement amount to the control means. ) Have a tag. In this case, the control means records the measurement result of the vehicle part identification information received continuously over a plurality of cycles in the memory medium as a part of the vehicle state data.
本発明のデータキャプチャ装置は、車両に搭載されている車両部品の基準値に対する物理的変位量の計測結果データおよび計測時の時刻データを当該車両の識別データと共に保持する車両状態センサとの間で非接触通信を行うためのアンテナと、注目車両を撮影するための電子カメラと、この電子カメラのシャッタ押下を契機に、前記アンテナを通じて前記車両状態センサから前記計測結果データ、時刻データおよび車両の識別データを取得し、取得したこれらのデータを、前記電子カメラで撮影した画像データと共にデータ蓄積メディアに記録するとともに、記録した計測結果データおよび時刻データと所定の基準データとを比較することにより、前記識別データにより識別される注目車両が駐車状態にあるかどうかを判定し、駐車状態にあると判定したときは、前記データ蓄積メディアに記録されている画像データに、駐車状態にあることの根拠データを電子すかしにより混入させる制御手段とを有するものである。前記制御手段は、前記データ蓄積メディアに記録されてる計測結果データ、時刻データおよび車両の識別データを広域ネットワークを通じて所定のアナライズシステムに転送するとともに、該アナライズシステムによる詳細な計測結果データの分析結果を受領する構成にすることもできる。 The data capture device of the present invention is provided between a vehicle state sensor that holds measurement result data of physical displacement with respect to a reference value of a vehicle component mounted on a vehicle and time data at the time of measurement together with identification data of the vehicle. Identification of the measurement result data, time data, and vehicle from the vehicle state sensor through the antenna when an antenna for performing contactless communication, an electronic camera for photographing the vehicle of interest, and a shutter press of the electronic camera are triggered The data is acquired, and the acquired data is recorded on the data storage medium together with the image data captured by the electronic camera, and the recorded measurement result data and time data are compared with predetermined reference data, Determine whether the vehicle of interest identified by the identification data is in a parked state, When it is determined that that is the image data recorded in the data storage medium, the basis data that is in the parking state in which a control means for mixing the digital watermark. The control means transfers measurement result data, time data, and vehicle identification data recorded on the data storage medium to a predetermined analysis system through a wide area network, and provides detailed analysis result data analysis results by the analysis system. It can also be configured to receive.
本発明のアナライズシステムは、車両に備えられる車両状態センサが検出した、その車両に搭載されている車両部品の基準値に対する物理的変位量の計測結果データ、計測時の時刻データおよび当該車両の識別データを、広域ネットワークに接続されているデータキャプチャ装置を通じて収集する収集手段と、前記物理的変位量に基づく車両部品の正常動作範囲を定めた基準データを保持する基準データ保持手段と、前記収集手段で収集した計測結果データおよび時刻データと前記基準データ保持手段に保持されている基準データとを比較することにより車両部品の状態を分析し、これにより前記識別データにより特定される車両用の分析結果データを生成する判定手段と、を有するものである。
前記判定手段は、具体的には、前記車両が駐車状態にあるか、又は、当該車両の車両部品に異常があるかどうかを判定し、この判定結果に基づいて前記分析結果データを生成する。
The analysis system according to the present invention is a measurement result data of physical displacement with respect to a reference value of a vehicle component mounted on a vehicle detected by a vehicle state sensor provided in the vehicle, time data at the time of measurement, and identification of the vehicle Collecting means for collecting data through a data capture device connected to a wide area network, reference data holding means for holding reference data defining a normal operation range of a vehicle part based on the physical displacement amount, and the collecting means The vehicle result is analyzed by comparing the measurement result data and time data collected in
Specifically, the determination unit determines whether the vehicle is in a parked state or whether there is an abnormality in a vehicle component of the vehicle, and generates the analysis result data based on the determination result.
本発明によれば、車両が停止中か走行中かを問わず、車両部品の状態を表す情報を車両外の装置で取得し、車両部品の状態が正常稼働とされる範囲内に収まっているか否か、あるいは、稼働が一定時間を超えて停止しているか否かを容易に確認できるので、車両部品の稼働状態および車両の使用形態(違反の有無)が正常かどうかの基準が客観化されるという効果がある。これにより、車両部品の異常時の検出が迅速かつ容易になり、従来の問題点が解消される。 According to the present invention, regardless of whether the vehicle is stopped or traveling, information indicating the state of the vehicle part is acquired by a device outside the vehicle, and the state of the vehicle part is within a range where normal operation is performed. Or whether the operation has been stopped for a certain period of time can be easily confirmed, so that the criteria for whether the operating state of the vehicle parts and the usage pattern of the vehicle (whether there is a violation) are normal are objective. There is an effect that. This makes it quick and easy to detect when a vehicle component is abnormal, and eliminates conventional problems.
次に、本発明の非接触通信による車両状態の監視方法の実施形態例を説明する。ここでは、非接触通信を行う手段として、公知のRFID(Radio Frequency Identification)タグ、およびRFIDアンテナを使用する場合の例を示す。 Next, an embodiment of the vehicle state monitoring method by non-contact communication according to the present invention will be described. Here, an example in which a known RFID (Radio Frequency Identification) tag and an RFID antenna are used as means for performing non-contact communication is shown.
図1は、この監視方法を実現するための広域型車両状態管理システムの全体構成図である。広域型車両状態管理システム1は、それぞれ、個々の車両の車両部品の状態または車両が走行する路面の状態をセンシングし、その結果をサンプリングすることにより、サンプリングデータをストックするセンシング部10と、ストックされているサンプリングデータおよび車両ないし路面センサを識別するための各種ID等を含むデータを固定的に設置されている場所で取り出す固定式データキャプチャ装置20Aと、上記データを任意の場所から取り出す移動式データキャプチャ装置20Bと、これらのデータキャプチャ装置20A,20Bで取り出したデータを収集して分析するアナライズシステム30とから構成される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wide area vehicle state management system for realizing this monitoring method. The wide-area vehicle
固定式データキャプチャ装置20Aは、公知のETC、Nシステム、高速道路の料金所等との併設が可能なものである。以後の説明では、固定式のデータキャプチャ装置20Aと移動式のデータキャプチャ装置20Bとを特に区別する必要がある場合を除き、データキャプチャ装置20と総称する。
The fixed
アナライズシステム30は、インターネット等の広域ネットワークNに設けられ、各データキャプチャ装置20から送信された各種データを広域ネットワークNを介して収集する。広域ネットワークNには、それぞれ、データの中継を行うための複数のアクセスポイント(AP)40が設けられており、データキャプチャ装置20は、通常、直近のAP40を通じてアナライズシステム30にアクセスすることになる。
The
[センシング部]
センシング部10は、個々の車両に取り付けられる車両状態センサ100と、それぞれ車両が必ず徐行ないし一時停止する場所に設けられる路面センサ110とを含む。路面センサ110は、通常は、固定式データキャプチャ装置20Aに有線通信路または無線通信路により接続される。
[Sensing part]
Sensing unit 10 includes a
路面センサ110は、所定の周波数の電磁波を路面に向けて送信する送信機と、路面からの反射波を受信する受信機と、送信波と受信波に含まれる信号成分を比較することにより、路面の状態を表すデータを作成し、このデータをアナログ/デジタル変換(A/D変換)して路面状態データとし、これを所定のメモリにストックする信号処理装置とを有する。路面状態データをメモリにストックせずに、ダイレクトに固定式データキャプチャ装置20Aに転送するようにしてもよい。移動式データキャプチャ装置20Bとの間で通信を行う場合は、データキャプチャ装置20Bからのデータ転送コマンドに呼応して、メモリから読み出した路面状態データをそのデータキャプチャ装置20に送信するためのRFIDアンテナとを設けておく。
The
路面センサ110は、送信波を路面に照射したときの反射波の信号成分が、路面の状態、すなわち、ウエット状態、ドライ状態、アイス状態、スノー状態により異なる点に着目して、これらの状態を検知するものである。この路面センサ110で生成された路面状態データは、車両状態センサ100でセンシングされた部品の状態データ(サンプリングデータ)の補間要素、つまり、路面状況によって変化するセンシングの誤差等を補正するために利用される。
The
路面には、固定式データキャプチャ装置20AのRFIDアンテナ(路面アンテナ)21が埋め込まれている。通常、車両がRFIDアンテナ21の覆域に到達する少し前の部位に突起物201が設けられており、車両がこの突起物201を踏んだ際に生じる振動を表すデータを、その車両に搭載される車両挙動センサ100で一定時間分ストックした後、このデータを、RFIDアンテナ21で取り出す。
An RFID antenna (road surface antenna) 21 of the fixed
車両状態センサ100は、例えば図2に示されるように、車両の駆動機構に取り付けられる複数のセンシング部品を含む。すなわち、車両のエンジンのクランク部付近に取り付けられるエンジンセンサ101、サスペンションの変位部付近に取り付けられるサスペンションセンサ102、タイヤに埋め込まれるタイヤセンサ103、車体中央部に取り付けられる重心部センサ104、マフラーに取り付けられるマフラーセンサ105をセンシング部品として含み、さらに、MPU106およびナンバープレート等に取り付けられるRFIDアンテナ107を有している。
For example, as shown in FIG. 2, the
エンジンセンサ101は、振動センサ、車軸光学センサ、温度センサおよびRFIDタグを含み、エンジンの稼働状況を計測する。振動センサは、エンジンの振動をサンプリングすることによりエンジンがアイドリング状態か走行状態か駐車状態かを検知する。車軸光学センサは、車軸にマーキングし、光をあて、その反射光を光学センサで検出することにより車軸の回転数を計測する。温度センサは、熱を電力値に変換するセンサであり、エンジン周りの発熱量を計測する。
The
サスペンションセンサ102は、振動センサおよびRFIDタグを含み、振動センサによってサスペンションの劣化および異物混入等を検知する。
タイヤセンサ103は、埋め込み型の振動センサ、温度センサ、圧力センサ、歪みセンサおよびRFIDタグを含む。振動センサ等については、上述したとおである。圧力センサは圧力を電力値に変換するセンサであり、タイヤの空気圧等を検知する。歪みセンサは基本姿態に対する変位量を電力値に変換するセンサであり、タイヤの回転による歪みの変化を計測する。
The
The
重心部センサ104は振動センサおよびRFIDタグを含み、振動センサにより、車両本体における重心のずれ量を検知する。マフラーセンサ105は圧力センサおよびRFIDタグを含み、マフラー内の圧力を計測する。振動センサ、車軸光学センサ、温度センサ、圧力センサ、歪みセンサ、RFIDタグ自体は、公知のものである。
The center-of-
MPU106は、各種センサ101〜105により得られたデータを所定の間隔で収集し、収集したデータのうち、アナログのデータについては、これをアナログ/デジタル変換し(サンプリングし)、これにより得られた各サンプリングデータと各種センサ101〜105を識別するためのセンサIDおよび車両を識別するための車両IDとの紐付けを行った車両状態データを内部メモリにストックする。
車両IDは、その車両が後述する手配車両かどうかの照会等に用いられる情報であり、当該車両の製造時にMPU106に記録される。各種センサ101〜105は、自動車部品が、事後的に交換されるが通常なので、サンプリング時にそのIDを入手し、これを記録する。
なお、周囲の車両に搭載される車両状態センサ100の影響を回避するため、連続して所定周期分同じセンサIDが検出されたときのみ、自己が管理するセンサIDであると認識して記録するようにし、一致性がとれないセンサIDに関するデータについては、随時削除していくようにすれば、簡易に混信等による影響を排除することができる。
The
The vehicle ID is information used for inquiries as to whether the vehicle is an arrangement vehicle, which will be described later, and is recorded in the
In order to avoid the influence of the
MPU106は、内部メモリにストックした車両状態データのうち、サンプリングデータについては、新たな変化分を収集するたびに、逐次、更新する。これについては、後述する。MPU106は、また、内部メモリにストックされている車両状態データを、外部からのデータ転送コマンドに呼応して読み出し、RFIDアンテナ107を介して無線(RFID通信)により外部出力する機能を持つ。
The
[固定式データキャプチャ装置]
固定式データキャプチャ装置20Aの構成例を図3に示す。図3に例示される固定式データキャプチャ装置20Aは、路面アンテナに埋め込まれる上述のRFIDアンテナ21、RFIDタグ・コントローラ22、マイクロ・プロセッサ・ユニット(MPU)23、ローカルストレージ24、I/O制御部25、ネットワークインタフェース26およびデータ入力装置27を含んで構成される。
I/O制御部25は、MPU23とネットワークインタフェース26、データ入力装置27および電子カメラ28との間のデータの入出力制御を行うものである。ネットワークインタフェース26は広域ネットワークNが接続される。データ入力装置27は、例えばキーボードあるいはディスクドライブ装置等である。
[Fixed data capture device]
A configuration example of the fixed
The I /
ローカルストレージ24としては、アプリケーションプログラム用メモリ(ROM)およびワーク用メモリ(RAM)が用いられる。ROMに記録されているアプリケーションプログラムは、MPU23に、所要の機能を形成させるためのものであり、RAMは、MPU23が実行するプログラムおよびデータを展開する際に使用される。
As the
RFIDアンテナ21は、車両状態センサ100から送信されたデータの受信とを行う。RFIDタグ・コントローラ22は、RFIDアンテナ21の送受信切換等の制御を行う。
The
アプリケーションプログラムによりMPU23に形成される機能の一例としては、以下のようなものがある。
・RFIDタグ・コントローラ22を制御して、RFIDアンテナ21から車両状態センサ100からのデータ(車両状態データおよび車両ID)を受信させる。また、受信した車両状態データおよび車両IDを、I/O制御部25およびネットワークインタフェース26を通じてアナライズシステム30に転送する。
・路面センサ110でセンシングしたデータを取得し、取得したデータに基づいて路面の状態を表す路面状態データを生成する。この路面状態データも、上記の車両状態データと同様、アナライズシステム30に転送する。
・アナライズシステム30にデータ転送する際に、当該固定式データキャプチャ装置20Aを識別するための装置IDを作成し、これを転送データのヘッダ等に付加する。
Examples of functions formed in the
The
The data sensed by the
-When transferring data to the analyze
なお、固定式データキャプチャ装置20Aは、センシング部10からのデータを抽出してアナライズシステム30に転送する点に主眼があるので、データ入力装置27は、必ずしも必要ではない。
The fixed
[移動式データキャプチャ装置]
移動式データキャプチャ装置20Bの構成例を図4に示す。移動式データキャプチャ装置20Bは、装置筐体に取り付けられるRFIDアンテナ210、RFIDタグ・コントローラ220、MPU230、ローカルストレージ240、I/O制御部250、ネットワークインタフェース260、データ入力装置270および電子カメラ280を含んで構成される。
[Mobile data capture device]
A configuration example of the mobile
固定式データキャプチャ装置20Aと異なるのは、上記の構成部品が、すべて可搬性の装置筐体に内蔵ないし外付けされている点、電子カメラ280を備えており、これにより、MPU230およびI/O制御部250が、電子カメラ280の存在を前提とした制御を行うようになっている点、ローカルストレージ240に、ROMおよびRAMのほか、データ蓄積メディアが設けられている点である。
データ蓄積メディアは、例えばハード・ディスク・ドライブ(HDD)あるいはフラッシュメモリ等の半導体メモリで構成されるもので、車両状態センサ100より取得した車両状態データに含まれるサンプリングデータと比較して車両状態を判定するための基準データを記録した基準データテーブル、ネットワークインタフェース26を通じて関係機関(関係所轄等)の端末ないしシステム、あるいは、アナライズシステム30との間で通信を行うときのプロトコルを含む通信設定情報テーブル等が格納される。また、画像データ、車両状態データその他のデータを記録するためのデータ領域が形成されている。
The fixed
The data storage medium is constituted by a semiconductor memory such as a hard disk drive (HDD) or a flash memory, for example, and the vehicle state is compared with sampling data included in the vehicle state data acquired from the
ROMに記録されているアプリケーションプログラムは、MPU230に、データキャプチャ処理、照会に関する処理およびデータ転送処理を行う上で必要な機能を形成させるためのものである。
The application program recorded in the ROM is for causing the
RFIDアンテナ210は、車両に搭載された車両状態センサ100に向けたデータ転送コマンドの送信と、これにより車両状態センサ100から送信されたデータの受信とを行う。RFIDタグ・コントローラ220は、RFIDタグ用のデータ転送コマンドの生成、そのデータ転送コマンドの通信手順の決定、RFIDアンテナ210の送受信切換等の制御を行う。
The
アプリケーションプログラムによりMPU230に形成される機能の一例としては、以下のようなものがある。
・電子カメラ280で撮影することにより得た画像をローカルストレージ240のデータ蓄積メディアのデータ領域に一時保存する。
・すかし署名データを生成し、これを上記の画像に埋め込む。
・電子カメラ280のシャッタ押下に連動して、注目車両に送信するデータキャプチャコマンドを生成し、これをRFIDアンテナ210から送信させる。
・送信カウンタの機能を形成し、データキャプチャコマンドの送出回数を計測する。
・RFIDタグ・コントローラ220に車両状態センサ100のデータを受信させる。
・ローカルストレージ24の各種基準テーブルに記録されている基準データとサンプリングデータとを比較して注目車両の状態を判定し、判定結果を表すデータを作成する。
・当該移動式データキャプチャ装置を識別するための装置IDを作成し、この装置IDを車両状態センサ100から受けとったデータのヘッダ等に付加する。
・ネットワーク・インタフェース260を介してアナライズシステム30との間の通信を可能にする。
・データ入力装置270より入力されたデータをローカルストレージ240に記録する。
Examples of functions formed in the
The image obtained by photographing with the
Generate watermark signature data and embed it in the above image.
A data capture command to be transmitted to the vehicle of interest is generated in conjunction with the pressing of the shutter of the
-Form the function of a transmission counter and measure the number of data capture command transmissions.
The
The reference data recorded in the various reference tables of the
A device ID for identifying the mobile data capture device is created, and this device ID is added to the header of data received from the
Enable communication with the
The data input from the
なお、移動式データキャプチャ装置20Bも、センシング部10からのデータを抽出してアナライズシステム30に転送する点に主眼があるので、データ入力装置270を省略することができる。また、画像を用いない簡易なデータキャプチャ装置20とすることも可能であり、この場合には、電子カメラ280も省略することができる。
In addition, since the mobile
[アナライズシステム]
次に、図5を参照して、アナライズシステム30について説明する。アナライズシステム30は、広域ネットワークNに接続されるジャッジサーバ300、記録DBサーバ310および基準DBサーバ320を有する。ジャッジサーバ300は、AP40を介して複数のデータキャプチャ装置20の各々から収集したデータの分析と、データキャプチャ装置20からの照会に対する情報検索、データキャプチャ装置20への返答等の処理を行う。データ分析に際しては、必要に応じて、現象毎に用意されている異常現象、その対応策等のメッセージデータを出力する。
[Analyze system]
Next, the analyze
データ分析のために他のサーバ、例えば記録DBサーバ310、基準DBサーバ320等から読み出した情報は、ジャッジサーバ内のストレージにテンポラリに保存してキャッシュとして使用できるようにする。さらに、読み込んだ情報に有効時間を設定し、有効期間内の再参照に関しては、有効期間の更新を行い、参照頻度の高いデータであるほど、そのデータを保有するサーバへの参照が少なくなるようにする。その他の処理の詳細については、後述する。
Information read from other servers such as the
記録DBサーバ310は、車両異常や、手配車両の情報と、データキャプチャ装置20から送られる駐車違反車両のすかし写真画像を保存し、求めに応じて情報の提供を行う。
基準DBサーバ320は、データキャプチャ装置20から収集したデータが正常な状態であると判定するために参照される基準値とその許容範囲、駐車状態その他の状態判定用の条件データ、現象識別データにより特定可能な上記のメッセージデータ等を保存し、ジャッジサーバ300からの照会に対して、これらのデータ等の提供を行う。また、データキャプチャ装置20からの求めに応じて、基準値とその許容範囲、条件データ等をそのデータキャプチャ装置20に送信する。
The
The
アナライズシステム30は、また、DBネットワークL11とマスタDBネットワークL12とを有する。DBネットワークL11は、例えば構内LANであり、マスタDBネットワークL12は、例えば専用線または仮想プライベートネットワークである。ネットワークをこのように複数の階層に分けているのは、セキュリティ面を考慮したためである。すなわち、悪意の者からの攻撃を受けやすいのは、広域ネットワークNに接続されているジャッジサーバ300等であるが、仮にこの段階でクラッキング等の被害を受けた場合に、その被害を最小限にして、拡大させないようにしたものである。
The analyze
記録DBサーバ310はセキュリティゲート311を介してのみ、また、基準DBサーバ320はセキュリティゲート321を介してのみ、DBネットワークL11に接続される。このDBネットワークL11には、DB参照サーバ330、記録監視端末340、およびDB更新サーバ350が接続されている。
The
DB参照サーバ330は、既に存在するDB内のデータ(画像等)を参照するためのサーバであり、どの分野ないし種類のどのようなデータがどの情報サイトに存在するかをその情報サイトのURL等をテーブル化して保存している。
The
記録監視端末340は、後述する手配車両等のアラームを受信したときに、関係機関等への対応指示等を生成するための端末であり、比較的多くの数が存在する。
The
DB更新サーバ350は、記録DBサーバ310に記録されている情報を反映した、基準DBサーバ320の更新を行うためのサーバである。
The
マスタDBネットワークL12には、タイヤ、エンジン等の車両部品の基本情報が蓄積されている部品情報サーバ360と、車両登録情報等が蓄積されている車両情報サーバ370と、車両手配情報が蓄積されている手配車両サーバ380が接続される。
これらのサーバ360、370は一種のDBシステムであり、アナライズシステム30外に存在する情報サイトとの連携によって、その情報サイトと同一内容のDBが構築され、当該情報サイトからの情報のみに基づいて更新されるようになっている。このマスタDBネットワークL12には、DB更新サーバ350のみが接続できるようになっている。
このように、他の情報サイトと連携して情報更新するようにしたのは、悪意の者からの攻撃があったときに、当該情報サイトに影響を与えないようにしたためである。
In the master DB network L12, a
These
The reason for updating the information in cooperation with other information sites is that the information sites are not affected when an attack from a malicious person is made.
<広域型車両状態管理システムの動作>
次に、上記のように構成される広域型車両状態管理システム1の動作を説明する。
<データ・センシング>
一例として、車両状態センサ100に含まれるMPU106によるデータ・センシングについて説明する。図6は、この場合のデータ・センシングの手順説明図である。
MPU106は、サンプリング時期、例えば前回行ったサンプリングから1分が経過すると(S101:Yes)、車載されている各センシング部品(タイヤセンサ等)のRFIDタグに対してサンプリングコマンドを送出する(S102)。RFID通信により、センシング部品からサンプリングデータを取得し(S103)、取得したデータをメモリに一時的にストックする。ストックしたデータについては、それぞれタイムスタンプと個々のセンシング部品を識別するためのセンサIDならびに当該車両を識別するための車両IDを付して紐付けを行う。そして、センサIDの数に対応するデータの個数(種類数)を確認する。このようにしてすべてのセンシング部品からのデータを取得したことが確認されるまで、ループ処理を行う(S104)。
<Operation of wide-area vehicle condition management system>
Next, the operation of the wide area vehicle
<Data sensing>
As an example, data sensing by the
The
MPU106は、サンプリングの度に、その前にストックされているデータを履歴データとしてメモリから取得する(S105)。そして、取得した履歴データとサンプリングデータとの比較を行い、履歴データを更新する必要があるかどうかを随時判定する(S106)。履歴データとサンプリングデータとが同一値を表すときは更新を要しないと判定する。このとき、タイムスタンプは、以前の時刻のままとなる。
更新が必要と判定したとき、すなわち、履歴データとサンプリングデータとが異なる値のときは(S107:Yes)、履歴データを更新する(S108)。つまり、サンプリングデータを新たな履歴データとする。他のセンシング部品からのデータがあるときはステップS104に戻る(S109:No)。全データについての処理が終了したときは(S109:Yes)、ステップS101に戻る。
このようにして、MPU106のメモリには、その車両に搭載されたすべてのセンサのID、サンプリングデータ、ならびに当該車両のIDが紐付けられ、当該車両について一意となる車両状態データとしてストックされており、何時でも外部からのコマンドによって読み出し可能な状況になっている。
Each time sampling is performed, the
When it is determined that the update is necessary, that is, when the history data and the sampling data have different values (S107: Yes), the history data is updated (S108). That is, sampling data is used as new history data. If there is data from another sensing component, the process returns to step S104 (S109: No). When the process for all data is completed (S109: Yes), the process returns to step S101.
In this way, the ID of all the sensors mounted on the vehicle, sampling data, and the ID of the vehicle are linked to the memory of the
次に、車両のMPU106のメモリにストックされている車両状態データを抽出するときの処理について説明する。この処理をキャプチャ処理と呼ぶ。キャプチャ処理は、それを固定式データキャプチャ装置20Aで行うか、移動式データキャプチャ装置20Bで行うかにより、内容が異なる。
Next, processing when extracting vehicle state data stocked in the memory of the
<キャプチャ処理(固定式)>
図7は、固定式データキャプチャ装置20Aが行うキャプチャ処理の手順説明図である。データキャプチャ装置20Aは、車両状態センサ100に対しては、能動的にキャプチャコマンドを送出する(S201)。このキャプチャコマンドは、一定周期で常時送出する。このキャプチャコマンドを受信した車両状態センサ100は、MPU106が、メモリにストックされている最新の車両状態データを読み出し、これをデータキャプチャ装置20Aに返信する。データキャプチャ装置20Aは、車両状態データを受信すると(S202:Yes)、受信した車両状態データを一時保存する(S203)。
<Capture processing (fixed type)>
FIG. 7 is an explanatory diagram of a capture process performed by the fixed
データキャプチャ装置20Aは、路面センサ110で計測したデータも取得しており、このデータと車両状態センサ100から取得した車両状態データとをまとめ、このデータセットをアナライズシステム30に転送する(S204)。
The
<キャプチャ処理(移動式)>
移動式データキャプチャ装置20Bは、固定式データキャプチャ装置20Aと異なり、任意の場所で、車両状態センサ100にストックされているデータをキャプチャすることができる。また、キャプチャしたデータに対して電子すかし等の画像処理を施す画像処理手段を有する点にも特徴がある。図8は、このような、移動式データキャプチャ装置20Bが行うキャプチャ処理の手順説明図である。
<Capture processing (mobile)>
Unlike the fixed
図8において、移動式データキャプチャ装置20Bは、注目している特定の車両(注目車両)を撮影するためにカメラシャッタが押下されたことを検知すると(S301:Yes)、その画像をローカルストレージ24のデータ蓄積メディアに一時保存する(S302)。そして、注目車両にキャプチャコマンドを送出し(S303)、データの受信を待つ。
データを受信できないときは、送信カウンタを+1だけインクリメントし(S305)、カウント値が5未満かどうかを判定する(S306)。カウント値が5未満のときはステップS302に戻る(S306:No)。カウント値が5以上になったときは、データ送信ができない車両、すなわち故障、整備不良または違法改造車両と認定する(S306:Yes、S307)。
In FIG. 8, when the mobile
When data cannot be received, the transmission counter is incremented by +1 (S305), and it is determined whether the count value is less than 5 (S306). When the count value is less than 5, the process returns to step S302 (S306: No). When the count value is 5 or more, it is recognized as a vehicle that cannot transmit data, that is, a failure, poor maintenance, or illegally modified vehicle (S306: Yes, S307).
他方、キャプチャコマンドに対応したデータを受信したときは、受信したデータを一時保存する(S308)。そして、予め保存している装置内基準データをもとにデータ内容をチェックする(S309)。装置内基準データは、上述した基準DBサーバ320に記録されている基準値、状態判定のための条件データ等である。チェックされるデータは、主として車両状態データである。データ内容のチェックの結果、駐車状態の継続が一定時間未満である、つまり駐車違反車両でないと判定した場合は、電子カメラ28のシャッタが押される前の状態に戻る(S310:No)。
On the other hand, when the data corresponding to the capture command is received, the received data is temporarily stored (S308). Then, the data content is checked based on the in-device reference data stored in advance (S309). The in-device reference data is a reference value recorded in the
車両状態データのチェックの結果、駐車状態が一定時間以上継続している、つまり駐車違反車両であると認定した場合(S310:Yes)、および故障、整備不良等と認定した場合(S307)、データキャプチャ装置20Bは、受信したデータを添付して注目車両についての照会をアナライズシステム30に対して行い(S311)、車台番号、所有者、ナンバー等を受信する(S312)。照会の際に、データ入力装置27でナンバー等を入力し、これを添付するようにしてもよい。その後、受信したデータに基づいてデジタル署名を作成し、一時的に保存している画像に、電子すかし、すなわちすかし署名を行う(S313)。これにより、駐車状態にあることの根拠データが混入した駐車車両の停車時間のすり込み写真画像を得ることができる。この写真画像をローカルストレージ24のデータ蓄積メディアあるいは別途設けたメディアに保存する(S314)。この写真画像は、ネットワークインタフェース26を通じてアナライズシステム30に転送される。
As a result of checking the vehicle state data, when the parking state continues for a certain period of time, that is, when it is recognized that the vehicle is a parking violation vehicle (S310: Yes), and when it is recognized as a failure, poor maintenance, etc. (S307), data The
<アナライズ処理>
次に、アナライズシステム30の動作を説明する。アナライズシステム30には、多くのデータキャプチャ装置20から、AP40を通じて、車両状態データ、路面状態データ、路面アンテナ出力データ、すかし署名データが混入した写真画像、照会用のデータ等が収集される。また、関係機関の端末ないしシステムからの各種データも収集される。
<Analyze process>
Next, the operation of the analyze
アナライズシステム30では、ジャッジサーバ300が、データキャプチャ装置20、関係機関が備える端末ないしシステムおよび各種情報サイトとの間のポータルシステム(ポータルサイト)として動作する。そして、照会元からの照会に対しては返答のための処理を行い、画像データについては所定のDBに蓄積する処理を行い、車両状態データ、特にサンプリングデータに対しては、各種解析およびその結果による判定の処理を行う。これらの処理を総称して、「アナライズ処理」と呼ぶ。
In the analyze
図9は、このアナライズ処理の全体的な手順説明図である。この実施形態では、ジャッジサーバ300が、各種データを受信すると(S401:Yes)、受信したデータが、移動式データキャプチャ装置20Bからのデータか、固定式データキャプチャ装置20Aからのデータかを、各々のデータのヘッダ等に付された装置IDをもとに判別する(S402)。固定式データキャプチャ装置20Aからのデータであった場合は、後述する固定型アナライズ処理を行う(S500)。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the overall procedure of this analysis process. In this embodiment, when the
移動式データキャプチャ装置20Bからのデータであった場合は、車両状態データに含まれる車両IDをもとに、記録DBサーバ310に対して車両照会を行う(S402:Yes、S403)。記録DBサーバ310は、DB更新サーバ350を介して車両情報サーバ370および手配車両サーバ380にアクセスして情報検索を行い、車台番号、所有者、ナンバー等、その車両に関する情報を取得する。そして、取得した情報をジャッジサーバ300に返信する。手配車両として登録されていた場合は、その旨も返信する。
If the data is from the mobile
ジャッジサーバ300は、照会結果を受信し(S404)、手配車両でない場合は、通常のデータ返信、すなわち、車台番号、所有者、ナンバーを返信する(S406)。これにより、移動式データキャプチャ装置20を操作する者が、自己が視認したナンバーと照会により得られたナンバーとの照合を図ることができる。
他方、照会によって手配車両であることが判明した場合は、関係所轄の端末等にアラームを通知し(S407)、上記の車台番号等のほかに、手配車両であることを表すデータを返信する(S408)。これにより、移動式データキャプチャ装置20Bを操作する者が、当該時点において適切な処置をとることができる。
The
On the other hand, if the inquiry reveals that the vehicle is an arranged vehicle, an alarm is notified to the terminal in the relevant jurisdiction (S407), and in addition to the above chassis number, data representing the arranged vehicle is returned ( S408). Thereby, the person who operates the mobile
<固定型アナライズ処理>
ステップS402における固定型アナライズ処理は、図10のようにして行われる。
すなわち、固定式データキャプチャ装置20Aから車両状態データ、路面状態データおよび路面アンテナ出力データを取得し(S501)、データ分析、すなわち振動解析(減衰時間解析、FFT解析(高速フーリエ解析))、圧力分析、駐車条件解析等を行い、分析結果データを生成する(S502)。これらの解析処理の詳細については、後述する。基準DBサーバ320に記録されている基準データを参照し(S503)、基準データと分析結果データとを比較する(S504)。比較の結果、異常がない場合は、固定式データキャプチャ装置20Aに「異常なし」を通知して、処理を終える(S505:No、S506)。異常があった場合は、異常のランク分け(強制停止命令、緊急、警告、告知、通知等)を行い(S507)、ランク分けの結果に応じた手配処理を行う(S508)。手配処理は、例えば連絡の自動設定および必要な情報の配信の処理である。強制停止命令の場合は、この時点で、車両を停止させるための指示を固定式データキャプチャ装置20Aに伝達する。緊急の場合は、この時点で、関係所轄の端末あるいは運転者の所属先等への連絡処理を行うとともに、手配車両としての登録を行う。その他の場合は、対処処理のために制御を行う(S509)。
<Fixed analysis process>
The fixed analysis process in step S402 is performed as shown in FIG.
That is, vehicle state data, road surface state data, and road surface antenna output data are acquired from the fixed
[データ分析処理]
次に、上記のステップS502において行われるデータ分析の内容を詳しく説明する。データ分析には、例えば、振動解析、駐車条件解析、パンク・空気抜け・空気の入れすぎ・過積載等解析などがある。以下、これらについて説明する。
[Data analysis processing]
Next, details of the data analysis performed in step S502 will be described in detail. Examples of data analysis include vibration analysis, parking condition analysis, analysis such as puncture, air leakage, excessive air intake, and overloading. Hereinafter, these will be described.
<振動解析>
振動解析は、主として、固定式データキャプチャ装置20Aで計測した路面アンテナ出力データに基づいて行う。すなわち、車両が突起物201(図1)を踏むことによりその車両のタイヤ等に生じた振動が収束するまで時間(減衰時間)の計測、あるいは、タイヤセンサ等から収集したサンプリングデータのFFT解析を行う。
<Vibration analysis>
The vibration analysis is mainly performed based on road surface antenna output data measured by the fixed
図11は、振動解析の概要を示している。図11には、車両部品にもよるが、その殆どに対して、1つのサンプリングデータから減衰時間の計測と、FFT解析とを平行して行えることが示されている。
減衰時間の計測は、振動により得られたサンプリングデータから帯域通過フィルタで解析対象の周波数帯に無関係な周波数成分を除去し、該当周波数帯の振動が、ピーク時の振幅の約1/10に収束するまでの時間を計測する。これにより、各センサが設けられた部位の減衰系の運動の解析が可能になる。例えば、振動が減衰許容範囲ATよりも早く収束する場合は減衰系が効き過ぎている状態、減衰許容範囲ATを超えても減衰をしない場合は減衰系の効果が不足している状態であり、対象の部位に異常があることを確認することができる。
FIG. 11 shows an outline of vibration analysis. FIG. 11 shows that the decay time measurement and the FFT analysis can be performed in parallel with one sampling data in parallel, though it depends on the vehicle parts.
The attenuation time is measured by removing frequency components unrelated to the frequency band to be analyzed from the sampling data obtained by vibration with a bandpass filter, and the vibration in the corresponding frequency band converges to about 1/10 of the peak amplitude. Measure the time to complete. As a result, it is possible to analyze the motion of the damping system at the site where each sensor is provided. For example, when the vibration converges earlier than the allowable attenuation range AT, the attenuation system is too effective. When the vibration does not attenuate even when the allowable attenuation range AT is exceeded, the attenuation system is insufficient. It can be confirmed that there is an abnormality in the target region.
FFT解析は、時系列に取得されるサンプリングデータの時間軸を周波数軸に変換し、各周波数における振幅の絶対値を導出するものであり、これにより、各センサが設けられた部位のばね−質量系の固有振動数の変化を検出することができる。
物体には、それぞれ固有振動数が存在する。例えば、タイヤに発生した振動成分をFFT解析すると、図11右側に示されるように、ある周期でスパイク(突起)SP1、SP2、SP3が現れる。このスパイクの間隔は、そのタイヤの固有振動数に密接に関連したものとなる。つまり、スパイクの間隔は、状態が変わらない限り、不変かつその部品に固有のものとなる。これらの間隔が正常時の間隔よりも短くなる、長くなる、あるいは、今まで無かったところにスパイクが出現する、あるはずのスパイクが消失する等、の現象を捉えることにより、異常の有無、異常の原因を詳細に検知することができる。
In FFT analysis, the time axis of sampling data acquired in time series is converted to a frequency axis, and the absolute value of the amplitude at each frequency is derived, whereby the spring-mass at the site where each sensor is provided. Changes in the natural frequency of the system can be detected.
Each object has a natural frequency. For example, when a vibration component generated in a tire is subjected to an FFT analysis, spikes (projections) SP1, SP2, and SP3 appear at a certain period as shown on the right side of FIG. The interval between the spikes is closely related to the natural frequency of the tire. In other words, the spike interval is invariant and unique to the part unless the state changes. Whether these intervals are shorter or longer than normal intervals, or spikes appear where they have never existed, spikes that should have disappeared, etc. The cause of this can be detected in detail.
<駐車条件解析>
例えば、タイヤセンサ103に含まれる歪みセンサ、圧力・振動・温度センサより得られたサンプリングデータを用いた場合の駐車条件解析例を示す。図12(a)は、タイヤ40に、圧力・振動・温度センサ1031と、3つの歪みセンサ1032、1033,1034を埋設した場合の例を示している。これらのセンサにRFIDタグが設けられているのは、上述したとおりである。通常、タイヤ40の回転位置と歪みは、タイヤ40の最上端にある場合に小さく、最下端にある場合に大きくなる。また、歪みの発生によりタイヤ内の空気圧も高くなる。
<Parking condition analysis>
For example, a parking condition analysis example in the case of using sampling data obtained from a strain sensor and a pressure / vibration / temperature sensor included in the
車両が走行状態にあるとき、タイヤ40が回転するので、車両状態データに含まれるタイヤのサンプリングデータは、上述したサンプリング時期(図6のS101)になる度に更新される。すなわち、タイヤ40に歪みが生じ、3つの歪みセンサ1032、1033,1034からのサンプリングデータA,B,Cは、図12(b)に示されるように、位相がずれた状態で、正弦波状に変化する。これに伴い、圧力・振動・温度センサ1031からのサンプリングデータも変化する。したがって、車両状態データに含まれるタイムスタンプも随時更新される。
Since the
これに対して、タイヤ40が回転していない状態、例えば駐車状態では、サンプリングデータA,B,Cは、図12(c)に示されるように変化しない。圧力・振動・温度センサ1031からのサンプリングデータも同様である。この状態では、車両状態データは更新されないから、変化がなくなった時点のタイムスタンプがそのままストックされている。したがって、車両状態データの変化履歴あるいはタイムスタンプを解析することにより、駐車条件解析が可能になる。
On the other hand, in a state where the
なお、タイヤセンサ103からのサンプリングデータのみでも駐車条件解析は可能であるが、故障車両であることをも含めて、解析結果の正確性を高めるために、複数の条件をもって駐車条件解析を行うようにしてもよい。例えば、タイヤセンサ103のほか、エンジンセンサ101(車軸光学センサ、エンジン振動センサ)、マフラーセンサ105からのサンプリングデータをも併用し、図12に示すように、エンジンがかかっている状態で車軸の回転が10回転/分以下であること、マフラの圧力がアイドリング時以上であることが30秒間以上継続していないこと、エンジンがかかっておらず、回転数が1500rpm以上が30秒間継続していないことをも駐車条件解析の際の基準データとして用いるようにする。これらの基準データは、基準DBサーバ320に記録されているものである。
Although the parking condition analysis can be performed only by sampling data from the
<パンク・空気抜け・空気の入れすぎ・過積載等解析>
タイヤセンサ103に含まれる圧力・振動・温度センサ1031は、パンク、空気抜け、空気の入れすぎ、過積載等の解析にも利用することができる。すなわち、ある一つのタイヤにパンク等が発生すると、タイヤ内圧力の合計値が変化する。そこで、タイヤセンサ103からのこれらの状態をセンシングしたサンプリングデータを解析することにより、パンク等の発生の有無を検知することができる。
<Analysis of puncture, air loss, excessive air intake, overloading, etc.>
The pressure / vibration /
<減衰時間計測の具体例>
図14を参照して、減衰時間計測の具体例を説明する。ここでは、ある車両についての路面アンテナ出力データとして、図14(a)のように時間(t)と共に振幅が変化するサンプリングデータが、センシング部品(センサ)毎にジャッジサーバ300に時系列に入力されたものとする。ジャッジサーバ300は、各サプリングデータを帯域通過フィルタでフィルタリングし、これにより得られた車両部品毎の振動の減衰時間と基準DBサーバ320から読み出した減衰許容時間ATとを比較する。これにより、以下のような分析結果データを得る。
<Specific example of decay time measurement>
A specific example of the decay time measurement will be described with reference to FIG. Here, sampling data whose amplitude changes with time (t) as shown in FIG. 14A is input to the
図14(b)は、振動が減衰許容時間ATの前に収束している。この現象は、タイヤであれば、タイヤの空気圧が低く、タイヤ自体のばね乗数が低くなっていることがその原因となる。そこで、この現象を識別するための現象識別データをもとに、タイヤのエア抜けあるいはパンクなどが生じている可能性があること、およびその対策を表すメッセージデータを基準DBサーバ320より読み出し、これを分析結果データとする。サスペンションの場合は、ダンパ(コイルばね)の破断、亀裂、または、ショックアブソーバの異常(異物接触、軸曲がりなど)が、その原因となる。そこで、この現象を識別するための現象識別データをもとに、異常現象およびその対策を表すメッセージデータを基準DBサーバ320より読み出し、これを分析結果データとする。
In FIG. 14B, the vibration converges before the attenuation allowable time AT. In the case of a tire, this phenomenon is caused by a low tire air pressure and a low spring multiplier of the tire itself. Therefore, based on the phenomenon identification data for identifying this phenomenon, there is a possibility that the tires are out of air or puncture, and message data indicating the countermeasures are read from the
図14(c)は、振動がちょうど減衰許容時間ATに収まっており、タイヤ、サスペンションが正常状態にある。多くの車両が、正常状態であることが推定されるので、この場合は、メッセージデータの読み出しを省略することが合理的であるが、省略しないようにする運用も可能である。 In FIG. 14C, the vibration is just within the allowable damping time AT, and the tire and the suspension are in a normal state. Since it is estimated that many vehicles are in a normal state, in this case, it is reasonable to omit reading of the message data, but it is also possible to operate so as not to omit it.
図14(d)は、振動が、減衰許容時間ATが過ぎても収束しない状態である。この現象は、タイヤの場合は、タイヤの空気圧が高く、タイヤ自体の減衰比(振動を押さえる要素)に対して、タイヤ自体のばね乗数が高くなっていることが原因となる。エアの入れすぎ、過積載が生じている可能性がある。サスペンションの場合は、ダンパのばね係数が、ショックアブソーバの減衰比に対して大きいため、振動が収束されずに、継続している状態である。これはダンパへの異物接触(ばね乗数の上昇)や、ショックアブソーバの異常(内部オイルの漏れ等)が想定される。この場合は、上記の現象を識別するための現象識別データをもとに、異常現象およびその対策を表すメッセージデータを基準DBサーバ320より読み出し、これを分析結果データとする。
なお、エンジン周りの部品、すなわち、バルブ、シリンダ、ピストン等の燃焼系、クランクシャフト、タイミングベルト、ギア、プロペラシャフト等の回転系については、エンジン自体が周期的に振動していることから、異常判定は、振動解析よりもFFT解析が適切である。
FIG. 14D shows a state in which the vibration does not converge even after the allowable attenuation time AT has passed. In the case of a tire, the tire pressure is high, and the spring multiplier of the tire itself is high with respect to the damping ratio of the tire itself (an element that suppresses vibration). There is a possibility of overloading and overloading. In the case of the suspension, since the spring coefficient of the damper is larger than the damping ratio of the shock absorber, the vibration is not converged but is continued. This may be due to foreign matter contact with the damper (rising of the spring multiplier) or shock absorber malfunction (such as internal oil leakage). In this case, based on the phenomenon identification data for identifying the above-described phenomenon, message data representing the abnormal phenomenon and countermeasures are read from the
It should be noted that parts around the engine, that is, combustion systems such as valves, cylinders and pistons, and rotation systems such as crankshafts, timing belts, gears and propeller shafts are abnormal because the engine itself vibrates periodically. For the determination, FFT analysis is more appropriate than vibration analysis.
<FFT解析>
図15を参照してFFT解析の具体例を説明する。FFT解析は、すべての車両部品の異常判定に適用できるが、特に、エンジン周りの部品、タイヤ、サスペンション等の異常判定には有益となる。ここでは、ある車両についての路面アンテナ出力データとして、図15(a)のように時間(t)と共に振幅が変化するサンプリングデータが、ジャッジサーバ300に時系列に入力されたものとする。ジャッジサーバ300は、各サプリングデータに対してFFTを施して複数のスパイクを導出する。そして、各スパイクの間隔と、基準DBサーバ320に記録されている基準値との比較を行う。物体の固有振動数は、その物体がおかれた環境、つまり、物体の質量・形状・支持条件などの変化がない限り、不変の定数なので、基準値に対する固有振動数の変化は、各部品の環境の変化として、明確化される。これによって、タイヤ、エンジンおよびその周辺の部品周りの条件の変化(異常)を識別するための現象識別データをもとに、異常現象およびその対策を表すメッセージデータを基準DBサーバ320より読み出し、これを分析結果データとする。
<FFT analysis>
A specific example of FFT analysis will be described with reference to FIG. The FFT analysis can be applied to abnormality determination of all vehicle parts, but is particularly useful for abnormality determination of parts around the engine, tires, suspensions, and the like. Here, as road surface antenna output data for a certain vehicle, sampling data whose amplitude changes with time (t) as shown in FIG. 15A is input to the
図15(b)は、各部品が正常状態のときの波形説明図である。このときは、FFTにより、振幅が相対的に大きなスパイクA,B,Cが導出される。スパイクAとスパイクBとの間隔、スパイクBとスパイクCとの間隔から特定される振動数が上述した基準値となる。 FIG. 15B is a waveform explanatory diagram when each component is in a normal state. At this time, spikes A, B, and C having relatively large amplitudes are derived by FFT. The frequency specified from the interval between the spike A and the spike B and the interval between the spike B and the spike C is the reference value described above.
図15(c)では、正常状態に比べて、スパイクA,Bの間隔が長くなっており、スパイクAを発生させている部品の固有振動数が低下している。この部品がタイヤの場合は、支持条件の低下、例えばボルトの緩み、空気圧の低下、車軸の疲労による強度低下などが原因となる。この部品がサスペンションの場合は、サスペンション周りのボルトの緩み、ダンパの疲労、車軸の疲労による強度低下などが原因となる。この部品がエンジンの場合は、ボルトの緩みのほかに、燃焼系ではバルブの異常、ピストン異常(多気筒エンジンの場合、いくつかのシリンダの燃焼停止等)、回転系の場合はタイミングベルトの緩み、ギアの疲労が原因となる。 In FIG. 15C, the interval between the spikes A and B is longer than that in the normal state, and the natural frequency of the component generating the spike A is reduced. If this part is a tire, it may be caused by a decrease in support conditions, for example, loose bolts, a decrease in air pressure, or a decrease in strength due to axle fatigue. If this part is a suspension, this may be due to loosening of bolts around the suspension, fatigue of the damper, reduced strength due to fatigue of the axle, and the like. If this part is an engine, in addition to loose bolts, the valve malfunctions in the combustion system, the piston malfunctions (in the case of a multi-cylinder engine, some cylinders stop combustion, etc.). , Caused by gear fatigue.
図15(d)では、正常状態に比べて、スパイクA,Bの間隔が短くなっており、スパイクAを発生させている部品の固有振動数が上昇している。この部品がタイヤの場合は、支持条件の上昇、例えばタイヤの加圧、過積載などが原因となる。この部品がサスペンションの場合は、サスペンション周りへの異物接触によるダンパのばね乗数上昇が原因となる。この部品がエンジンの場合は、エンジン周りへの異物接触のほかに、燃焼系では、バルブの異常、回転系ではプロペラシャフトのバランスおもりの脱落が原因となる。
なお、図15(c)では、正常状態に比べて、スパイクB,Cの間隔が短くなっており(固有振動数の上昇)、図15(d)では、正常状態に比べて、スパイクB,Cの間隔が長くなっている(固有振動数の低下)。これらの原因は、上述したとおりである。
In FIG. 15 (d), the interval between the spikes A and B is shorter than in the normal state, and the natural frequency of the component generating the spike A is increased. If this part is a tire, this may be caused by an increase in support conditions, such as tire pressurization or overloading. When this component is a suspension, the increase in the spring multiplier of the damper due to foreign object contact around the suspension is a cause. When this part is an engine, in addition to foreign matter contact around the engine, the combustion system may cause a valve abnormality, and the rotating system may cause the propeller shaft to lose its balance weight.
In FIG. 15C, the interval between the spikes B and C is shorter than that in the normal state (increase in natural frequency). In FIG. 15D, the spikes B and C are compared with those in the normal state. The interval of C is long (decrease in natural frequency). These causes are as described above.
図15(e)では、スパイクA,B間に余分なスパイクDが発生している。つまり、余分な周波数成分が発生している。これは、正常状態では存在しなかった余分な物体の固有振動が発生しているので、部品構成異常(異物付着、亀裂等による固有振動数発生)が原因となる。 In FIG. 15E, an extra spike D is generated between the spikes A and B. That is, an extra frequency component is generated. This is due to the occurrence of an extraneous object's natural vibration that did not exist in the normal state, and an abnormal component structure (occurrence of natural frequency due to foreign matter adhesion, cracks, etc.).
図15(f)では、スパイクAの周波数成分が消失している。これは、スパイクAを発生させていた部品に問題が発生している、つまり部分脱落等が発生しているのが原因となる。
このように、FFT解析により、タイヤ、サスペンション、エンジンの燃焼系部品、エンジンの回転系部品等の異常の有無を容易かつ正確に判別することができる。
In FIG. 15 (f), the frequency component of spike A has disappeared. This is because a problem has occurred in the part that has generated the spike A, that is, partial dropout or the like has occurred.
Thus, the FFT analysis can easily and accurately determine the presence or absence of abnormalities in the tire, suspension, engine combustion system parts, engine rotation system parts, and the like.
以上の説明から明らかなように、本実施形態の広域型車両状態管理システム1では、車両に車両状態センサ100を設け、この車両状態センサ100で、当該車両に搭載されている車両部品の基準値に対する物理的変位量、例えば振動、圧力、熱等を計測し、計測結果データおよび計測時の時刻データを車両IDと共にメモリ媒体に記録しておき、データキャプチャ装置20が、車両の運転者に知られることなく、車両状態センサ100を通じてメモリ媒体に記録されている計測結果データ、時刻データおよび車両IDを取得し、データキャプチャ装置20だけでそれが可能な場合は、データキャプチャ装置20自体で計測結果データおよび時刻データと所定の基準データとを比較することにより車両部品の状態を分析して分析結果データを生成し、データキャプチャ装置20だけでは分析が困難な場合はアナライズシステム30にそれらのデータを転送し、アナライズシステム30において分析結果データを生成するようにしたので、車両部品の稼働状態および車両の使用形態(違反の有無)が正常かどうかを車両外部で判定できるようになる。つまり、運転者の主観によらず、外部において定めた客観的な基準データに基づいて車両部品の稼働状態等が正常かどうかを判定できるので、基準データとして例えば車検時に使用されるものを使用することにより、車両部品に異常があるときは法定定期点検等を待たずともそれを検出することができ、整備不良による事故の発生を未然に防止することができる。また、上記のことが運転者に浸透することにより、駐車違反等の抑制効果も期待できる。
As is clear from the above description, in the wide area vehicle
また、1台の車両に搭載される複数の車両部品の各々に、タイヤセンサ103等のセンシング部品とRFIDタグとの組を装着するとともに、車両の所定部位にMPU106を装着することにより車両状態センサ100を構成し、センシング部品で計測した物理的変位量を当該センシング部品と組になるRFIDタグによりMPU106に集約させるようにしたので、センシング部品の装着箇所にフレキシブル性を持たせることができる。これにより、車両および車両部品の状態を緻密に計測することができる。
In addition, a vehicle state sensor is provided by mounting a set of a sensing component such as the
振動解析に際しては、車両の走行路に突起物201(図1)を設け、この突起物201を踏んだ車両に生じた振動を車両状態センサ100で計測し、これにより得られた振動の計測結果データを、走行路から所定離れた部位の路面に埋設されたRFIDアンテナ(路面アンテナ)21で受信するようにしたので、車両において振動が発生したことを表すデータの取得が容易になる。
In the vibration analysis, the protrusion 201 (FIG. 1) is provided on the traveling path of the vehicle, the vibration generated in the vehicle that has stepped on the
また、路面センサ110で路面の表面状態を計測し、この計測結果により計測結果データを補正するようにしたので、車両部品の稼働状態を正確に計測できるようになる。
Further, since the road surface state is measured by the
また、振動の計測結果データを振動解析することにより得られたデータと所定の基準データとを比較することにより当該車両部品の異常の有無を定量的に判定することができるようになる。特に、FFT解析により得られた振動数データと車両部品の固有振動数データ、あるいは、振動発生後収束するまでの減衰時間と、車両部品において許容された減衰許容時間とを比較することにより、目視では非常に困難な異常箇所を容易に検知できるようになる。 In addition, it is possible to quantitatively determine whether or not there is an abnormality in the vehicle component by comparing data obtained by analyzing vibration of vibration measurement result data with predetermined reference data. In particular, by comparing the vibration frequency data obtained by FFT analysis with the natural frequency data of the vehicle parts or the decay time until convergence after the occurrence of vibration and the permissible decay time allowed for the vehicle parts, Then, it becomes possible to easily detect abnormal places that are very difficult.
また、移動式データキャプチャ装置20Bが電子カメラ280を備えるようにし、この電子カメラ280で撮影することにより得られた注目車両の画像に対して、分析結果データ又は分析結果データに基づいて得られたデータを電子すかしにより混入させるようにすることで、駐車違反等を行った者が納得できる情報を生成することができる。
In addition, the mobile
なお、本発明の非接触通信による車両状態の監視方法は、常に上記のように構成される広域型車両状態管理システム1によらなければならないというものではなく、類似の機能を備えた装置、システムの連携によっても実施が可能なものである。例えば、広域型車両状態管理システム1では、車両状態センサ100とデータキャプチャ装置20との間の非接触通信の手段として、RFIDアンテナを用いた場合の例を示したが、非接触ICチップを車両のナンバープレート等に配備しておき、車両部品の状態を表す情報を非接触ICチップに記録しておき、この非接触ICチップに非接触型のリーダを近接させることによって、これらの情報を取り出すようにしてもよい。
また、車両状態センサ100のうち、タイヤセンサ103を除くセンシング部品のいくつかについては、有線によってMPU106に配線するようにしてもよい。
Note that the vehicle state monitoring method by non-contact communication according to the present invention does not always have to be based on the wide area vehicle
In addition, some of the sensing components other than the
1・・・広域型車両状態管理システム、10・・・センシング部、20A・・・固定式データキャプチャ装置、20B・・・移動式データキャプチャ装置、30・・・アナライズシステム、N・・・広域ネットワーク、40・・・アクセスポイント(AP)、100・・・車両状態センサ、110・・・路面センサ、201・・・突起物、101・・・エンジンセンサ、102・・・サスペンションセンサ、103・・・タイヤセンサ、104・・・重心部センサ、105・・・マフラーセンサ、106・・・車両状態センサのMPU、21,107・・・RFIDアンテナ、22・・・RFIDタグ・コントローラ、23・・・データキャプチャ装置のMPU、24・・・ローカルストレージ、25・・・I/O制御部、26・・・ネットワークインタフェース、27・・・データ入力装置、28・・・電子カメラ、N・・・広域ネットワーク、300・・・ジャッジサーバ、310・・・記録DBサーバ、320・・・基準DBサーバ、L11・・・DBネットワーク、L12・・・マスタDBネットワーク、311,321・・・セキュリティゲート、330・・・DB参照サーバ、340・・・記録監視端末、350・・・DB更新サーバ、360・・・部品情報サーバ、370・・・車両情報サーバ、380・・・手配車両サーバ。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記車両状態センサと直接又は間接に非接触通信が可能な装置が、前記車両の運転者に知られることなく前記車両状態センサを通じて前記メモリ媒体に記録されている計測結果データ、時刻データおよび車両の識別データを取得し、取得した計測結果データおよび時刻データと所定の基準データとを比較することにより前記車両部品の状態を分析し、これにより前記識別データにより特定される車両用の分析結果データを生成する段階と、を有することを特徴とする、
非接触通信による車両状態の監視方法。 A vehicle state sensor provided in a vehicle and capable of non-contact communication with an external device measures a physical displacement amount with respect to a reference value of a vehicle component mounted on the vehicle, and the measurement result data and time data at the time of measurement Recording in a predetermined memory medium together with vehicle identification data;
A device capable of non-contact communication directly or indirectly with the vehicle state sensor is recorded in the memory medium through the vehicle state sensor without being known to a driver of the vehicle. The identification data is acquired, and the state of the vehicle part is analyzed by comparing the acquired measurement result data and time data with predetermined reference data, thereby analyzing the analysis result data for the vehicle specified by the identification data. Generating, characterized by comprising:
A vehicle state monitoring method using non-contact communication.
請求項1記載の監視方法。 The vehicle state sensor is configured by mounting a set of a sensing component and an RFID tag on each of a plurality of vehicle components mounted on one vehicle, and mounting a processor unit on a predetermined part of the vehicle, The physical displacement measured by a sensing component is aggregated in the processor unit by an RFID tag paired with the sensing component,
The monitoring method according to claim 1.
請求項1記載の監視方法。 Protrusions are provided on the traveling road of the vehicle, vibrations generated in the vehicle that has stepped on the protrusions are measured by the vehicle state sensor, and the measurement result data of the vibrations obtained thereby is a part separated from the traveling road by a predetermined distance. Receiving with a road surface antenna embedded in the road surface and guiding to the device,
The monitoring method according to claim 1.
請求項3記載の監視方法。 The surface condition of the road surface is measured by a road surface sensor, and the measurement result data is corrected based on the measurement result.
The monitoring method according to claim 3.
請求項3記載の監視方法。 The presence or absence of abnormality of the vehicle part is determined by comparing data obtained by vibration analysis of the measurement result data of the vibration and predetermined reference data,
The monitoring method according to claim 3.
請求項5記載の監視方法。 The data obtained by the vibration analysis is frequency data obtained by FFT analysis, and the reference data is the natural frequency data of the vehicle part,
The monitoring method according to claim 5.
請求項5記載の監視方法。 The data obtained by the vibration analysis is an attenuation time until convergence after the occurrence of vibration, and the reference data is an allowable attenuation time allowed for the vehicle part,
The monitoring method according to claim 5.
請求項1記載の監視方法。 The apparatus includes an electronic camera, and the analysis result data or the data obtained based on the analysis result data is mixed into the vehicle image obtained by photographing with the electronic camera by an electronic watermark. It is characterized by
The monitoring method according to claim 1.
それぞれ車両に搭載されている車両部品毎に装着され、当該車両部品の基準値に対する物理的変位量を計測する複数のセンシング部品と、
各センシング部品による計測結果を集約した車両状態データを時刻データと共に所定のメモリ媒体に記録するとともに、前記アンテナを通じて受信した外部装置からのデータ転送コマンドに呼応して前記メモリ媒体に記録されている車両状態データおよび時刻データを読み出し、読み出したデータを当該車両の識別情報と共に前記アンテナを通じて前記外部装置へ転送する制御手段とを備えたことを特徴とする、
非接触通信が可能な車両状態センサ。 An antenna for performing contactless communication with an external device;
A plurality of sensing components that are mounted for each vehicle component mounted on the vehicle and measure a physical displacement with respect to a reference value of the vehicle component;
Vehicle state data in which measurement results obtained by each sensing component are aggregated is recorded in a predetermined memory medium together with time data, and the vehicle is recorded in the memory medium in response to a data transfer command received from the external device through the antenna. Control means for reading status data and time data and transferring the read data together with vehicle identification information to the external device through the antenna;
Vehicle state sensor capable of non-contact communication.
請求項9記載の車両状態センサ。 The control means updates vehicle state data for a vehicle part whose physical displacement amount has changed among vehicle state data recorded in the memory medium, together with time data at the time of the change,
The vehicle state sensor according to claim 9.
請求項9記載の車両状態センサ。 Each of the plurality of sensing components includes an RFID tag that periodically transmits identification information of a vehicle component to which the plurality of sensing components are mounted together with the measurement result of the physical displacement amount to the control unit.
The vehicle state sensor according to claim 9.
請求項11記載の車両状態センサ。 The control means records the measurement result of the vehicle part identification information received continuously over a plurality of periods in the memory medium as a part of the vehicle state data.
The vehicle state sensor according to claim 11.
注目車両を撮影するための電子カメラと、
この電子カメラのシャッタ押下を契機に、前記アンテナを通じて前記車両状態センサから前記計測結果データ、時刻データおよび車両の識別データを取得し、取得したこれらのデータを、前記電子カメラで撮影した画像データと共にデータ蓄積メディアに記録するとともに、記録した計測結果データおよび時刻データと所定の基準データとを比較することにより、前記識別データにより識別される注目車両が駐車状態にあるかどうかを判定し、駐車状態にあると判定したときは、前記データ蓄積メディアに記録されている画像データに、駐車状態にあることの根拠データを電子すかしにより混入させる制御手段とを有することを特徴とする、
データキャプチャ装置。 Antenna for non-contact communication with a vehicle state sensor that holds measurement result data of physical displacement with respect to a reference value of a vehicle component mounted on a vehicle and time data at the time of measurement together with identification data of the vehicle When,
An electronic camera to capture the vehicle of interest;
When the shutter of the electronic camera is pressed, the measurement result data, time data, and vehicle identification data are acquired from the vehicle state sensor through the antenna, and these acquired data are combined with image data captured by the electronic camera. It is recorded in the data storage medium, and by comparing the recorded measurement result data and time data with predetermined reference data, it is determined whether or not the vehicle of interest identified by the identification data is in the parking state, and the parking state When it is determined that the image data recorded in the data storage medium has control means for mixing the ground data indicating that the vehicle is parked with an electronic watermark,
Data capture device.
請求項13記載のデータキャプチャ装置。 The control means transfers measurement result data, time data, and vehicle identification data recorded on the data storage medium to a predetermined analysis system through a wide area network, and provides detailed analysis result data analysis results by the analysis system. Characterized by receiving,
The data capture device according to claim 13.
前記物理的変位量に基づく車両部品の正常動作範囲を定めた基準データを保持する基準データ保持手段と、
前記収集手段で収集した計測結果データおよび時刻データと前記基準データ保持手段に保持されている基準データとを比較することにより車両部品の状態を分析し、これにより前記識別データにより特定される車両用の分析結果データを生成する判定手段と、を有することを特徴とする、アナライズシステム。 Connects the measurement result data of the physical displacement with respect to the reference value of the vehicle component mounted on the vehicle, the time data at the time of measurement, and the identification data of the vehicle to the wide area network, which is detected by the vehicle state sensor installed in the vehicle Collecting means for collecting through a data capture device,
Reference data holding means for holding reference data defining a normal operation range of a vehicle part based on the physical displacement amount;
The vehicle result identified by the identification data is analyzed by comparing the measurement result data and time data collected by the collecting means with the reference data held in the reference data holding means. An analysis system comprising: determination means for generating the analysis result data.
請求項15記載のアナライズシステム。
The determination means determines whether the vehicle is in a parking state or whether there is an abnormality in the vehicle parts of the vehicle, and generates the analysis result data based on the determination result,
The analysis system according to claim 15.
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