JPH11230742A - Road shape measurement device - Google Patents
Road shape measurement deviceInfo
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- JPH11230742A JPH11230742A JP4283898A JP4283898A JPH11230742A JP H11230742 A JPH11230742 A JP H11230742A JP 4283898 A JP4283898 A JP 4283898A JP 4283898 A JP4283898 A JP 4283898A JP H11230742 A JPH11230742 A JP H11230742A
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- Japan
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- vehicle
- road
- detecting means
- road shape
- detecting
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- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、道路の勾配等を計
測する道路形状計測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road shape measuring device for measuring a road gradient and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】道路は路面の勾配やカーブの曲率等が様
々に変化する複雑な形状をなしている。車両の運転者
は、目視により道路の形状を認識し、車両の加減速や旋
回を行っている。しかし周囲の景色によっては下り坂を
上り坂と、急なカーブを緩いカーブと錯覚することがあ
る。そこで道路形状についての情報を、走行中に運転者
に知らせたり、また道路の形状に基づいてギアチェンジ
やブレーキの制御を行うことが求められている。2. Description of the Related Art A road has a complicated shape in which a slope of a road surface, a curvature of a curve, and the like are variously changed. The driver of the vehicle visually recognizes the shape of the road and performs acceleration / deceleration and turning of the vehicle. However, depending on the surrounding scenery, you may have the illusion that a downhill is an uphill and a sharp curve is a gentle curve. Therefore, there is a demand for notifying a driver of information on a road shape during traveling, and performing gear change and brake control based on the road shape.
【０００３】道路形状は地図や道路の測量図面から知る
方法があるが、詳細なところまでは知り得ない。また知
り得たとしても詳細な道路形状の情報を含む地図データ
を作製するには手間がかかり現実的ではない。There is a method of knowing the shape of a road from a map or a survey drawing of a road, but it is not possible to know the details in detail. Even if it is known, it takes time and effort to create map data including detailed road shape information, which is not realistic.
【０００４】道路形状についての情報を効率よく得る技
術として、特開平７−３１８３４２号公報、特開平８−
２１７１４号公報に、車両に距離計測装置を搭載して車
両を走行させながら路面までの距離を計測するようにし
たものがある。As a technique for efficiently obtaining information on a road shape, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-318342 and 8-
Japanese Patent No. 21714 discloses a vehicle in which a distance measuring device is mounted on a vehicle to measure a distance to a road surface while the vehicle is running.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特開
平７−３１８３４２号公報、特開平８−２１７１４号公
報の技術は路面の凹凸を計測するもので、勾配やカーブ
の曲率等、運転者にとって、または車両の制御にとっ
て、必ずしも有益な情報を提供してくれない。However, the techniques disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 7-318342 and Hei 8-21714 measure the unevenness of the road surface. They do not always provide useful information for vehicle control.
【０００６】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
車両の走行中に道路形状の十分有益な情報を得ることの
できる道路形状計測装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a road shape measuring device capable of obtaining sufficiently useful information on a road shape while a vehicle is running.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、車両に搭載されて車両の走行状態を検出する走行状
態検出手段は、車両の傾斜姿勢に応じて変化する重力の
所定の方向の分力を検出する重力検出手段と、車両に上
記所定の方向に作用する慣性力を検出する慣性力検出手
段とを具備する構成とする。走行状態検出手段により検
出された車両の走行状態に基づいて走行中の道路の形状
を演算する道路形状演算手段は、重力検出手段の検出値
に、慣性力検出手段の検出値を減じる補正を行う補正手
段と、補正手段により補正された重力検出手段の検出値
に基づいて上記所定方向の道路の勾配を算出する道路勾
配算出手段とを具備する構成とする。According to the first aspect of the present invention, the running state detecting means mounted on the vehicle and detecting the running state of the vehicle is provided with a predetermined direction of gravity that changes according to the inclination posture of the vehicle. The vehicle includes a gravity detecting means for detecting a component force and an inertial force detecting means for detecting an inertial force acting on the vehicle in the predetermined direction. The road shape calculating means for calculating the shape of the road on which the vehicle is traveling based on the running state of the vehicle detected by the running state detecting means corrects the detected value of the gravity detecting means to reduce the detected value of the inertial force detecting means. A configuration is provided that includes a correction unit and a road gradient calculation unit that calculates the gradient of the road in the predetermined direction based on the detection value of the gravity detection unit corrected by the correction unit.
【０００８】道路にある車両は道路の勾配に応じて傾斜
し、車両に搭載された重力検出手段は、重力の所定方向
の分力の検出値が勾配に応じて変化する。この検出値に
は、補正手段により上記所定の方向に作用する慣性力分
を減じる補正が行われるので、車両が走行中でも、高い
精度で道路勾配の計測ができる。The vehicle on the road is inclined according to the gradient of the road, and the gravity detecting means mounted on the vehicle changes the detected value of the component force in a predetermined direction of gravity according to the gradient. The detected value is corrected by the correcting means to reduce the inertial force acting in the predetermined direction, so that the road gradient can be measured with high accuracy even while the vehicle is running.
【０００９】請求項２記載の発明では、上記重力検出手
段を、重力の車両の前後方向分力を検出する構成とす
る。上記慣性力検出手段には、車両の速度を検出する車
両速度検出手段と、車両の旋回時の角速度を検出する旋
回角速度検出手段と、上記車両速度検出手段により検出
された車両の速度に基づいて車両の加速度を算出する車
両加速度算出手段と、車両速度検出手段により検出され
た車両の速度および旋回角速度検出手段により検出され
た車両の旋回時の角速度により、遠心力の車両の前後方
向の分力を算出する前後遠心分力算出手段とを具備せし
める。上記道路勾配算出手段を、道路の縦断勾配を算出
する構成とする。According to a second aspect of the present invention, the gravity detecting means is configured to detect a gravity component of the vehicle in the front-rear direction. The inertial force detecting means includes a vehicle speed detecting means for detecting a speed of the vehicle, a turning angular speed detecting means for detecting an angular velocity when the vehicle turns, and a vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. A vehicle acceleration calculating means for calculating the acceleration of the vehicle, and a component of centrifugal force in the longitudinal direction of the vehicle based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the angular velocity of the vehicle detected by the turning angular velocity detecting means. And a centrifugal component force calculating means for calculating the centrifugal force. The road gradient calculating means is configured to calculate a vertical gradient of a road.
【００１０】重力加速度検出手段は、重力の車両の前後
方向分力を検出する構成とすることで、検出値が道路の
縦断勾配に応じて変化する。上記補正手段による補正で
減じられる慣性力として、第１に車両加速度算出手段に
より車両の加速度に比例する成分が算出され、第２に前
後遠心分力算出手段により遠心力の車両の前後方向分力
が算出される。しかして道路の縦断勾配が得られる。The gravitational acceleration detecting means is configured to detect the longitudinal force component of the vehicle due to gravity, so that the detected value changes according to the longitudinal gradient of the road. First, a component proportional to the vehicle acceleration is calculated by the vehicle acceleration calculation means as the inertia force reduced by the correction by the correction means, and second, the longitudinal component force of the centrifugal force of the vehicle is calculated by the longitudinal centrifugal force calculation means. Is calculated. Thus, the vertical gradient of the road is obtained.
【００１１】請求項３記載の発明では、上記走行状態検
出手段に、車両の前後方向に間隔をおいて設けられ、路
面からの車両の高さを検出する一対の車両高さ検出手段
を具備せしめる。上記道路勾配算出手段を、一対の車両
高さ検出手段により検出された路面からの高さに基づい
て車両のピッチ角を算出し、上記縦断勾配に上記ピッチ
角を減じる補正をする構成とする。According to the third aspect of the present invention, the traveling state detecting means includes a pair of vehicle height detecting means provided at intervals in the front-rear direction of the vehicle and detecting the height of the vehicle from the road surface. . The road gradient calculating means calculates the pitch angle of the vehicle based on the height from the road surface detected by the pair of vehicle height detecting means, and corrects the vertical gradient to reduce the pitch angle.
【００１２】車両は、走行中に、加減速などで前後にゆ
れ、ピッチ角が変動する。かかる構成とすることによ
り、ピッチ角が変動しても、縦断勾配をより高精度に計
測できる。While the vehicle is running, it swings back and forth due to acceleration and deceleration, and the pitch angle fluctuates. With this configuration, even if the pitch angle changes, the longitudinal gradient can be measured with higher accuracy.
【００１３】請求項４記載の発明では、上記重力検出手
段を、重力の車両の左右方向分力を検出する構成とす
る。上記慣性力検出手段には、車両の速度を検出する車
両速度検出手段と、車両の旋回時の角速度を検出する旋
回角速度検出手段と、車両速度検出手段により検出され
た車両の速度および旋回角速度検出手段により検出され
た車両の旋回時の角速度により、遠心力の車両の左右方
向分力を算出する左右遠心分力算出手段とを具備せしめ
る。上記道路勾配算出手段を、道路の横断勾配を算出す
る構成とする。In the invention described in claim 4, the gravity detecting means is configured to detect a gravity component of the vehicle in the left-right direction. The inertial force detecting means includes a vehicle speed detecting means for detecting a speed of the vehicle, a turning angular speed detecting means for detecting an angular velocity at the time of turning of the vehicle, and a vehicle speed and a turning angular speed detected by the vehicle speed detecting means. Means for calculating the centrifugal force of the vehicle in the left-right direction based on the angular velocity of the vehicle at the time of turning detected by the means. The road gradient calculating means is configured to calculate a road crossing gradient.
【００１４】重力検出手段は、重力の車両の左右方向分
力を検出する構成とすることで、検出値が道路の横断勾
配に応じて変化する。上記補正手段による補正で減じら
れる慣性力として、左右遠心分力算出手段により遠心力
の車両の左右方向分力が算出される。しかして道路の横
断勾配が得られる。The gravity detecting means is configured to detect a gravity component of the vehicle in the left-right direction, so that the detected value changes in accordance with the crossing gradient of the road. As the inertial force reduced by the correction by the correction means, the left and right centrifugal component force calculation means calculates the centrifugal force of the vehicle in the left-right direction. Thus, the cross slope of the road is obtained.
【００１５】請求項５記載の発明では、上記走行状態検
出手段には、車両の左右方向に間隔をおいて設けられ、
車両の路面からの高さを検出する一対の車両高さ検出手
段を具備せしめる。上記道路勾配算出手段を、一対の車
両高さ検出手段により検出された路面からの高さに基づ
いて車両のロール角を算出し、上記横断勾配に上記ロー
ル角を減じる補正をする構成とする。According to the fifth aspect of the present invention, the running state detecting means is provided at intervals in the left-right direction of the vehicle.
A pair of vehicle height detecting means for detecting the height of the vehicle from the road surface is provided. The road gradient calculating means calculates the roll angle of the vehicle based on the height from the road surface detected by the pair of vehicle height detecting means, and corrects the cross slope to reduce the roll angle.
【００１６】車両は、走行中に、旋回などで左右にゆ
れ、ロール角が変動する。かかる構成とすることによ
り、ロール角が変動しても、横断勾配をより高精度に計
測できる。While the vehicle is running, it swings right and left due to turning and the like, and the roll angle fluctuates. With this configuration, even when the roll angle fluctuates, the transverse gradient can be measured with higher accuracy.
【００１７】請求項６記載の発明では、上記道路形状演
算手段には、上記車両速度検出手段により検出された旋
回時の車両の速度および上記旋回角速度検出手段により
検出された旋回時の角速度とに基づいて道路の曲率を算
出する曲率算出手段を具備せしめる。In the invention described in claim 6, the road shape calculating means includes the vehicle speed at the time of turning detected by the vehicle speed detecting means and the angular velocity at the time of turning detected by the turning angular velocity detecting means. A curvature calculating means for calculating a curvature of the road based on the calculated curvature;
【００１８】旋回角速度検出手段により検出される車両
の旋回時の角速度は、車両速度検出手段により検出され
る車両の速度と旋回円の半径に応じて変化する。しかし
て走行状態検出手段に新たな構成を追加することなく、
道路の勾配に加えて曲率が得られ、道路の形状について
多角的な情報が得られる。The angular velocity at the time of turning of the vehicle detected by the turning angular velocity detecting means changes according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the radius of the turning circle. Thus, without adding a new configuration to the traveling state detection means,
The curvature is obtained in addition to the slope of the road, and diversified information on the shape of the road is obtained.
【００１９】請求項７記載の発明では、車両に搭載され
て車両の走行状態を検出する走行状態検出手段は、車両
の速度を検出する車両速度検出手段と、旋回時の角速度
を検出する旋回角速度検出手段とを具備する構成とす
る。走行状態検出手段により検出された車両の走行状態
に基づいて走行中の道路の形状を演算する道路形状演算
手段は、車両速度検出手段により検出された旋回時の車
両の速度および旋回角速度検出手段により検出された旋
回時の角速度に基づいて道路の曲率を算出する曲率算出
手段を具備する構成とする。According to the present invention, the traveling state detecting means mounted on the vehicle and detecting the traveling state of the vehicle includes a vehicle speed detecting means for detecting a speed of the vehicle, and a turning angular velocity for detecting an angular velocity during turning. And a detecting means. The road shape calculating means for calculating the shape of the road on which the vehicle is traveling based on the running state of the vehicle detected by the running state detecting means includes a vehicle speed at the time of turning detected by the vehicle speed detecting means and a turning angular velocity detecting means. A configuration is provided that includes a curvature calculating unit that calculates the curvature of the road based on the detected angular velocity at the time of turning.
【００２０】旋回角速度検出手段により検出される車両
の旋回時の角速度は、車両速度検出手段により検出され
る車両の速度と旋回円の半径に応じて変化する。しかし
て道路の曲率が得られる。The angular velocity at the time of turning of the vehicle detected by the turning angular velocity detecting means changes according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the radius of the turning circle. Thus, the curvature of the road is obtained.
【００２１】請求項８記載の発明では、上記道路形状演
算手段を、予め道路形状の知られた場所における上記走
行状態検出手段の基準の検出値を記憶する基準検出値記
憶手段を具備し、かつ基準検出値記憶手段に記憶された
基準の検出値に基づいて走行状態検出手段を校正する構
成とする。According to the present invention, the road shape calculating means includes reference detection value storage means for storing a reference detection value of the traveling state detecting means at a place where the road shape is known in advance, and The running state detection means is calibrated based on the reference detection value stored in the reference detection value storage means.
【００２２】かかる構成とすることにより、上記走行状
態検出手段の設置誤差やオフセット変動による誤差が相
殺され、より高精度に道路形状を計測することができ
る。With this configuration, the installation error of the running state detecting means and the error due to the offset fluctuation are offset, and the road shape can be measured with higher accuracy.
【００２３】請求項９記載の発明では、上記道路形状演
算手段により演算された道路の形状についての演算結果
とともに、上記走行状態検出手段による車両の走行状態
の検出結果を時系列に記憶する検出結果記憶手段を具備
せしめる。According to the ninth aspect of the present invention, the detection result of storing the traveling state detection result of the vehicle by the traveling state detecting means in a time series together with the operation result of the road shape computed by the road shape computing means. A storage means is provided.
【００２４】道路の形状についての演算結果を解析する
際に、車両の走行状態の検出結果を解析することができ
る。When analyzing the calculation result of the shape of the road, the detection result of the running state of the vehicle can be analyzed.
【００２５】請求項１０記載の発明では、車外を撮影す
る撮影手段と、上記道路形状演算手段により演算された
道路の形状についての演算結果とともに、撮影手段によ
り撮影された画像を時系列に記憶する画像記憶手段を具
備せしめる。According to a tenth aspect of the present invention, an image photographed by the photographing means is stored in a time series together with a photographing means for photographing the outside of the vehicle and a calculation result on the shape of the road calculated by the road shape calculating means. An image storage means is provided.
【００２６】道路形状を計測中の車外の状況が記録され
るので、道路の形状についての演算結果と突き合わせる
ことができ、道路の形状についての演算結果の信頼性を
高めることができる。Since the situation outside the vehicle during the measurement of the road shape is recorded, it can be compared with the calculation result on the road shape, and the reliability of the calculation result on the road shape can be improved.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に本発明の
第１実施形態を示す。図１は本発明の道路形状計測装置
を搭載した前輪駆動の車両を示すもので、道路形状計測
装置２は、車両の各部に設けられた各種のセンサ３，
４，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂと、演算装置７とで構成さ
れている。演算装置７は、大容量の外部記憶装置を備え
たパーソナルコンピュータで構成してあり、各種センサ
３〜６から図略のインターフェース回路を介して入力す
る検出信号に基づいて演算を実行し、走行している道路
Ｐの形状についてデータを収集するようになっている。
センサ３〜６ｂと演算装置７とは走行状態検出手段を構
成し、また演算装置７は道路形状演算手段を構成する。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a front-wheel-drive vehicle equipped with the road shape measuring device of the present invention. The road shape measuring device 2 includes various sensors 3 provided in each part of the vehicle.
4, 5a, 5b, 6a, and 6b, and an arithmetic unit 7. The arithmetic unit 7 is composed of a personal computer having a large-capacity external storage device, executes arithmetic based on detection signals input from various sensors 3 to 6 via an interface circuit (not shown), and travels. Data about the shape of the road P is collected.
The sensors 3 to 6b and the arithmetic unit 7 constitute driving state detecting means, and the arithmetic unit 7 constitutes road shape arithmetic means.
【００２８】先ず走行状態検出手段の構成について説明
する。車両１の重心位置とみなせる位置には、重力検出
手段たるＧセンサ３が、検出方向を車両の前後方向（以
下、ｘ方向）に向けて設けられ、ｘ方向に作用する荷重
を感受するようになっており、図２に示すように、車両
１の傾斜姿勢が道路Ｐの縦断勾配θx で変わると、これ
に応じて変化する重力のｘ方向分力を検出するようにな
っている。Ｇセンサ３と実質的に同位置には、ヨーレイ
トセンサ４が設けてあり、車両１の旋回時の角速度を検
出するようになっている。車両１の両後輪には車両速度
検出手段たる車輪速センサ５ａ，５ｂが設けてあり、各
輪の回転速度を検出するようになっている。車輪速セン
サ５ａ，５ｂは、例えば、タイヤと一体的に回転する外
周に多数の歯を形成したシグナルロータが所定角度回転
すると、シグナルロータの外周に近接して設けられたセ
ンサ本体部がパルスを発生する構成のものが用いられ
る。なお後輪に設けたのは、後輪が非操舵輪でかつ非駆
動輪であり、車両１の速度を高精度に検出できるからで
ある。また車両１の前部のバンパー１１の裏側と後部の
バンパー１２の裏側とには、それぞれ車両高さ検出手段
たる車高センサ６ａ，６ｂが設けてあり、車高センサ６
ａ，６ｂの道路Ｐの路面からの高さを検出するようにな
っている。First, the configuration of the traveling state detecting means will be described. At a position that can be regarded as the position of the center of gravity of the vehicle 1, a G sensor 3 serving as gravity detecting means is provided with the detection direction directed in the front-rear direction of the vehicle (hereinafter referred to as x direction) so that a load acting in the x direction can be sensed. As shown in FIG. 2, when the inclination posture of the vehicle 1 changes with the vertical gradient θx of the road P, the component force in the x direction of the gravitational force that changes in response to the change is detected. At substantially the same position as the G sensor 3, a yaw rate sensor 4 is provided to detect the angular velocity of the vehicle 1 when turning. Wheel speed sensors 5a and 5b serving as vehicle speed detecting means are provided on both rear wheels of the vehicle 1, and detect the rotational speed of each wheel. For example, when the signal rotor having a large number of teeth formed on the outer periphery rotating integrally with the tire rotates by a predetermined angle, the wheel speed sensors 5a and 5b output a pulse from a sensor body provided near the outer periphery of the signal rotor. The one that generates the configuration is used. The rear wheels are provided because the rear wheels are non-steering wheels and non-driving wheels, and the speed of the vehicle 1 can be detected with high accuracy. Vehicle height sensors 6a and 6b as vehicle height detecting means are provided on the back side of the front bumper 11 and the back side of the rear bumper 12 of the vehicle 1, respectively.
The heights a and 6b of the road P from the road surface are detected.
【００２９】さて演算装置７は、Ｇセンサ３からの検出
信号により、Ｇセンサ３にｘ方向に作用する荷重Ｇx を
得る。荷重Ｇx は単位質量当たりの値に換算されてい
る。ヨーレイトセンサ４からの検出信号により、車両１
の旋回時の角速度ωを得る。車輪速センサ５ａ，５ｂか
らの検出信号により、車両の速度ｖを得る。車両速度ｖ
は、左輪と右輪との平均値で与えられ、旋回時の内外輪
差等が相殺される。また車高センサ６ａからの検出信号
によりバンパー１１位置における車両１の車高ｈa を
得、車高センサ６ｂからの検出信号によりバンパー１２
位置における車両１の車高ｈb を得る。なお以下の説明
において、荷重Ｇx 等の力は車両１の後部から前部に向
かう方向を正とする。The arithmetic unit 7 obtains a load Gx acting on the G sensor 3 in the x direction based on the detection signal from the G sensor 3. The load Gx is converted into a value per unit mass. According to the detection signal from the yaw rate sensor 4, the vehicle 1
The angular velocity ω at the time of turning is obtained. The speed v of the vehicle is obtained from the detection signals from the wheel speed sensors 5a and 5b. Vehicle speed v
Is given by the average value of the left wheel and the right wheel, and the difference between the inner and outer wheels at the time of turning is offset. The vehicle height ha of the vehicle 1 at the position of the bumper 11 is obtained from the detection signal from the vehicle height sensor 6a, and the bumper 12 is obtained from the detection signal from the vehicle height sensor 6b.
The vehicle height hb of the vehicle 1 at the position is obtained. In the following description, it is assumed that the force such as the load Gx is positive in the direction from the rear to the front of the vehicle 1.
【００３０】さて重力のｘ方向分力ＧG は式（１）で与
えられる。式中、θp は車両１のピッチ角である。また
ｇは重力加速度である。 ＧG ＝ｇ・ｓｉｎ（θx ＋θp ）……（１）The gravitational force component GG in the x direction is given by equation (1). In the equation, θp is the pitch angle of the vehicle 1. G is the gravitational acceleration. GG = g · sin (θx + θp) (1)
【００３１】ピッチ角θp は式（２）により得られる。
式中、Ｌはｘ方向の車高センサ６ａ，６ｂ間距離であ
る。 θp ＝ｔａｎ-1（（ｈb −ｈa ）／Ｌ）……（２）The pitch angle θp is obtained by the following equation (2).
In the equation, L is the distance between the vehicle height sensors 6a and 6b in the x direction. θp = tan −1 ((hb−ha) / L) (2)
【００３２】Ｇセンサ３により得られる荷重Ｇx は、停
車時にはＧG と等しい。しかし走行中はＧセンサ３に、
その検出方向であるｘ方向に慣性力が作用するため、Ｇ
x ≠ＧG である。The load Gx obtained by the G sensor 3 is equal to GG when the vehicle stops. However, during traveling, the G sensor 3
Since an inertial force acts in the x direction which is the detection direction, G
x ≠ GG.
【００３３】車両１の走行時にＧセンサ３に作用する慣
性力には、先ず第１に、アクセルやブレーキ等に起因す
るものがある。これは、ｘ方向の車両１の加速度ＧW と
は反対方向に作用し、概略−ＧW で与えられる。Ｇセン
サ３はｘ方向を検出方向としているので、Ｇセンサ３の
検出値にはこの−ＧW が含まれる。First of all, the inertial force acting on the G sensor 3 when the vehicle 1 travels is caused by an accelerator, a brake and the like. This acts in a direction opposite to the acceleration GW of the vehicle 1 in the x direction, and is given by approximately -GW. Since the detection direction of the G sensor 3 is the x direction, the detection value of the G sensor 3 includes -GW.
【００３４】また、車両１の走行時にＧセンサ３に作用
する第２の慣性力には、車両１の旋回時に作用する遠心
力があり、単位質量当たりの値に換算された遠心力Ｐ0
は式（３）で与えられる。 Ｐ0 ＝ω・ｖ……（３）The second inertial force acting on the G sensor 3 when the vehicle 1 travels includes a centrifugal force acting when the vehicle 1 turns, and the centrifugal force P0 converted into a value per unit mass is included.
Is given by equation (3). P0 = ω · v (3)
【００３５】さて、図３に示すように遠心力Ｐ0 は、車
両１が旋回時に描く旋回円の接線に対して直交方向に作
用するが、Ｇセンサ３の設置位置と車両の回転中心ＯC
との距離Ｌg に起因して、Ｇセンサ３の検出方向である
ｘ方向と車両１の旋回円の接線方向のなす角度θC が直
角ではない。このためＧセンサ３の検出値には、遠心力
Ｐ0 のｘ方向分力Ｇc が含まれる。この遠心力Ｐ0 のｘ
方向分力Ｇc は式（４）で与えられる。As shown in FIG. 3, the centrifugal force P0 acts in the direction perpendicular to the tangent of the turning circle drawn by the vehicle 1 when turning, but the installation position of the G sensor 3 and the center of rotation OC of the vehicle.
Is not a right angle between the x direction, which is the detection direction of the G sensor 3, and the tangential direction of the turning circle of the vehicle 1 due to the distance Lg. Therefore, the detection value of the G sensor 3 includes the component Gc in the x direction of the centrifugal force P0. X of this centrifugal force P0
The direction component Gc is given by equation (4).
【００３６】Ｇc ＝Ｐ0 ・ｓｉｎθc ……（４）Gc = P0 · sin θc (4)
【００３７】角度θc は式（５）で与えられる。式中、
Ｒは車両１の旋回時の曲率半径Ｒであり、式（６）で与
えられる。 θc ＝ｓｉｎ-1（Ｌg ／Ｒ）……（５） Ｒ＝ｖ／ω……（６）The angle θc is given by equation (5). Where:
R is the radius of curvature R of the vehicle 1 when turning, and is given by equation (6). θc = sin −1 (Lg / R) (5) R = v / ω (6)
【００３８】しかして式（３），（４），（５），
（６）より（７）となる。 Ｇc ＝ω2 Ｌg ……（７）Equations (3), (4), (5),
(6) becomes (7). Gc = ω 2 Lg (7)
【００３９】なおＧセンサ３が車両１の回転中心Ｏc の
後方に設置される場合は、Ｌg は負数とする。When the G sensor 3 is installed behind the rotation center Oc of the vehicle 1, Lg is a negative number.
【００４０】このように、Ｇセンサ３の検出値に含まれ
る慣性力は、車両１の加減速による−ＧW 、遠心力Ｐ0
のｘ方向分力Ｇc であり、式（８）が成り立つ。 Ｇx ＝ＧG −ＧW ＋Ｇc ……（８）As described above, the inertial force included in the detection value of the G sensor 3 is -GW due to the acceleration / deceleration of the vehicle 1 and the centrifugal force P0.
, And the equation (8) holds. Gx = GG-GW + Gc (8)
【００４１】したがって ＧG ＝Ｇx −（−ＧW ＋Ｇc ）……（９）Therefore, GG = Gx-(-GW + Gc) (9)
【００４２】よって、式（１）を用いて縦断勾配θx は
次式のように表せる。 θx ＝ｓｉｎ-1（（Ｇx ＋ＧW −Ｇc ）／ｇ）−θp ……（１０）Therefore, the longitudinal gradient θx can be expressed by the following equation using the equation (1). θx = sin −1 ((Gx + GW−Gc) / g) −θp (10)
【００４３】車両加速度算出手段たる演算装置７は、車
両の速度ｖを時間微分して車両の加速度ＧW を求める。
前後遠心分力算出手段たる演算装置７は、式（７）によ
り遠心力のｘ方向分力Ｇc を算出する。車両加速度算出
手段および前後遠心分力算出手段たる演算装置７は、ヨ
ーレイトセンサ４、車輪速センサ５ａ，５ｂと慣性力検
出手段を構成する。The computing device 7 as a vehicle acceleration calculating means obtains the acceleration GW of the vehicle by differentiating the speed v of the vehicle with respect to time.
The computing device 7 as the longitudinal / centrifugal component force calculating means calculates the x-direction component force Gc of the centrifugal force by the equation (7). The arithmetic unit 7, which is a vehicle acceleration calculating means and a longitudinal centrifugal component force calculating means, constitutes a yaw rate sensor 4, wheel speed sensors 5a and 5b, and inertial force detecting means.
【００４４】次に演算装置７の、道路形状演算手段とし
ての作動について説明する。道路勾配算出手段たる演算
装置７は、式（１０）により縦断勾配θx を算出する。
式（１０）の第２項において、車両のピッチ角θp によ
る誤差を相殺する補正をおこなっているので、高精度に
縦断勾配θx が算出される。Next, the operation of the arithmetic unit 7 as road shape arithmetic means will be described. The arithmetic unit 7 as the road gradient calculating means calculates the vertical gradient θx according to the equation (10).
In the second term of the equation (10), since a correction is made to cancel the error caused by the pitch angle θp of the vehicle, the longitudinal gradient θx is calculated with high accuracy.
【００４５】また演算装置７は式（１０）を実行するこ
とで、重力のｘ方向分力の、慣性力による検出誤差を補
正する補正手段としての作動をしている。すなわち式
（１０）と等価な式（９）から知られるように、Ｇセン
サ３で検出される荷重Ｇx に、慣性力−ＧW ，Ｇc を減
じることで、車両１の加減速や旋回とは無関係に正確に
重力のｘ方向分力ＧG を得ているからである。By executing the equation (10), the arithmetic unit 7 operates as a correction unit for correcting a detection error of the component of the gravity in the x direction due to the inertial force. That is, as is known from the equation (9) equivalent to the equation (10), the inertia force -GW, Gc is reduced to the load Gx detected by the G sensor 3 irrespective of the acceleration / deceleration or turning of the vehicle 1. This is because the gravitational force component GG in the x direction is accurately obtained.
【００４６】図４に演算装置７における制御フローを示
す。ステップＳ１０１では、センサ３〜６ｂの検出信号
の読み込みが行われる。FIG. 4 shows a control flow in the arithmetic unit 7. In step S101, the detection signals of the sensors 3 to 6b are read.
【００４７】続くステップＳ１０２では、式（１０）の
第１項および第２項の演算が行われる。In the following step S102, the calculation of the first and second terms of the equation (10) is performed.
【００４８】式（１０）の第２項であるピッチ角θp
は、車高センサ６ａ，６ｂにより検出された車高ｈa ，
ｈb に基づいて算出されるが、車両１のサスペンション
がばね系を形成するため車高ｈa ，ｈb の検出には位相
差（１秒程度の遅れ）を生じる。このためステップＳ１
０３では、この位相差の補正を行う。位相差の補正は、
式（１０）の第１項を所定時間、演算装置７を構成する
パーソナルコンピュータのメモリに記憶しておき、これ
を所定時間経過後の制御周期において読み出し、ピッチ
角θp として用いることで行われる。すなわちステップ
Ｓ１０３では、所定時間遡った時の式（１０）の第１項
がメモリから読み出され、代わりに現制御周期の式（１
０）の第１項がメモリに記憶される。The pitch term θp which is the second term of the equation (10)
Are the vehicle heights ha, detected by the vehicle height sensors 6a, 6b.
Although it is calculated based on hb, a phase difference (about 1 second delay) occurs in detecting the vehicle heights ha and hb because the suspension of the vehicle 1 forms a spring system. Therefore, step S1
In step 03, the phase difference is corrected. Correction of the phase difference
The first term of the equation (10) is stored in a memory of a personal computer constituting the arithmetic unit 7 for a predetermined time, and is read out in a control cycle after a predetermined time has elapsed, and is used as the pitch angle θp. That is, in step S103, the first term of the equation (10) when going back a predetermined time is read from the memory, and instead, the equation (1) of the current control cycle is used.
The first term of 0) is stored in the memory.
【００４９】ステップＳ１０４では、読み出された第１
項と現制御周期の第２項とが加算され、縦断勾配θx を
得る。In step S104, the read first
The term and the second term of the current control cycle are added to obtain a vertical gradient θx.
【００５０】なお、上記所定時間は、車高センサ６ａ，
６ｂにおける検出の遅れ時間を予め計測しておき、この
遅れ時間に基づいて設定される。The above-mentioned predetermined time is determined by the vehicle height sensor 6a,
The detection delay time in 6b is measured in advance, and is set based on this delay time.
【００５１】ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４
で算出した縦断勾配θx を演算装置７の外部記憶装置に
出力し、外部記憶装置で縦断勾配θx が計測時刻ととも
に保存される。In step S105, step S104
Is output to the external storage device of the arithmetic unit 7, and the vertical gradient θx is stored together with the measurement time in the external storage device.
【００５２】ステップＳ１０６では、計測者による終了
指令が入力しているかどうかが判断され、終了指令が入
力していれば終了し、終了指令が入力していなければ、
ステップＳ１０１に戻り、所定の制御周期でセンサ３〜
６ｂの検出信号が取り込まれる。このように縦断勾配θ
x の、慣性力による誤差や車両１のピッチ角による誤差
を相殺する補正が行われるので、計測のために一々、車
両１を停止させなくとも縦断勾配θx が精度良好に得ら
れる。すなわち計測車両１を走行させながら時々刻々と
変化する道路Ｐの形状のデータが収集される。In step S106, it is determined whether an end command has been input by the measurer. If the end command has been input, the process ends. If the end command has not been input, the process ends.
Returning to step S101, the sensors 3 to
The detection signal of 6b is captured. Thus, the vertical gradient θ
Since the correction of x due to the inertial force and the error due to the pitch angle of the vehicle 1 is performed, the longitudinal gradient θx can be obtained with high accuracy without stopping the vehicle 1 for each measurement. That is, data of the shape of the road P that changes every moment while the measurement vehicle 1 is running is collected.
【００５３】以上のごとく、本実施形態の道路形状計測
装置２では、道路の測量地図等の解析に膨大な手数をか
けることなく、効率よく道路の縦断勾配について精密な
データを収集することができる。なお収集されたデータ
は、道路形状の解析の他、例えば計測した道路の縦断勾
配として、地図データとともにナビゲーションシステム
のＲＯＭ等に書き込まれ、運転者に急な下り坂等を知ら
せるのに供される。As described above, the road shape measuring device 2 of the present embodiment can efficiently collect precise data on the vertical gradient of the road without enormous effort in analyzing the survey map of the road. . In addition to the analysis of the road shape, the collected data is written in a ROM or the like of a navigation system together with the map data as, for example, a measured vertical gradient of the road, and is used to notify the driver of a steep downhill or the like. .
【００５４】なおＧセンサ３を車両１の回転中心とみな
せる位置（通常、両後輪の中間位置）に設置することが
できればＬg は０とみなせるので、Ｇセンサ３には遠心
力Ｐ0 のｘ方向分力は検出されない。この場合は、ヨー
レイトセンサ４は省略してもよい。但し実際には車両１
のドライブシャフト等の存在で、Ｇセンサ３を回転中心
位置ＯC に設置することが困難なことが多く、本実施形
態のように、ヨーレイトセンサ４を設けて遠心力Ｐ0 の
ｘ方向分力Ｇc が相殺するように縦断勾配θxの演算を
行った方が簡便で望ましい。勿論要求される精度によっ
ては、ヨーレイトセンサ４を省略してもよい。If the G sensor 3 can be installed at a position that can be regarded as the center of rotation of the vehicle 1 (usually, an intermediate position between the two rear wheels), Lg can be regarded as 0. No component force is detected. In this case, the yaw rate sensor 4 may be omitted. However, actually, vehicle 1
It is often difficult to install the G sensor 3 at the rotation center position OC due to the presence of the drive shaft or the like. It is simple and desirable to calculate the vertical gradient θx so as to cancel each other. Of course, depending on the required accuracy, the yaw rate sensor 4 may be omitted.
【００５５】（第２実施形態）図５に本発明の第２実施
形態を示す。道路形状計測装置２Ａは道路の横断勾配を
計測する構成としたもので、図中、図１と同じ番号を付
した部分については実質的に同じ作動をするので、第１
実施形態との相違点を中心に説明する。(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The road shape measuring device 2A is configured to measure the cross slope of the road. In the figure, portions having the same numbers as those in FIG. 1 perform substantially the same operation.
The description will focus on the differences from the embodiment.
【００５６】先ず、走行状態検出手段の構成について説
明する。重力検出手段たるＧセンサ３Ａは、図１のＧセ
ンサ３の設置位置と同じ、車両１の重心とみなせる位置
に設けてある。Ｇセンサ３Ａは、検出方向を車両１の左
右方向（以下、ｙ方向）に向けて設けられ、ｙ方向に作
用する荷重を感受するようになっており、図６に示すよ
うに、車両１の傾斜姿勢が道路Ｐの横断勾配θy で変わ
ると、これに応じて変化する重力のｙ方向分力を検出す
るようになっている。車両高さ検出手段たる車高センサ
６ａ，６ｃは、車両１の前部のバンパー１１の、右側と
左側とにそれぞれ設けられ、車高センサ６ａが車両１の
右側の車高ｈa を検出し、車高センサ６ｃが車両１の左
側の車高ｈc を検出するようになっている。First, the configuration of the traveling state detecting means will be described. The G sensor 3A as the gravity detecting means is provided at the same position as the installation position of the G sensor 3 in FIG. The G sensor 3A is provided with the detection direction directed in the left-right direction of the vehicle 1 (hereinafter, y direction), and senses a load acting in the y direction. As shown in FIG. When the inclination posture is changed by the transverse gradient θy of the road P, the y-direction component force of the gravitational force that changes according to the change is detected. Vehicle height sensors 6a and 6c as vehicle height detecting means are provided on the right and left sides of the bumper 11 at the front of the vehicle 1, respectively. The vehicle height sensors 6a detect the vehicle height ha on the right side of the vehicle 1, The vehicle height sensor 6c detects a vehicle height hc on the left side of the vehicle 1.
【００５７】演算装置７Ａは第１実施形態のものと基本
的に同じ構成のものである。演算装置７Ａは、Ｇセンサ
３Ａからの検出信号により、Ｇセンサ３Ａにｙ方向に作
用する荷重Ｇy を得る。荷重Ｇy は単位質量当たりの値
に換算されている。ヨーレイトセンサ４からの検出信号
により、車両１の旋回時の角速度ωを得、車輪速センサ
５ａ，５ｂからの検出信号により、車両１の速度ｖを
得、車高センサ６ａ，６ｃからの検出信号により、車両
１の車高ｈa ，ｈc を得る。なお以下の説明において、
荷重Ｇy 等の力は車両１の左側から右側に向かう方向を
正とし、角速度ωは左旋回のとき正とする。The arithmetic unit 7A has basically the same configuration as that of the first embodiment. The arithmetic unit 7A obtains a load Gy acting on the G sensor 3A in the y direction based on the detection signal from the G sensor 3A. The load Gy is converted into a value per unit mass. The detection signal from the yaw rate sensor 4 obtains the angular velocity ω during turning of the vehicle 1, the detection signal from the wheel speed sensors 5a and 5b obtains the speed v of the vehicle 1, and the detection signals from the vehicle height sensors 6a and 6c. As a result, the vehicle heights ha and hc of the vehicle 1 are obtained. In the following description,
The force such as the load Gy is positive in the direction from the left side to the right side of the vehicle 1, and the angular velocity ω is positive when turning left.
【００５８】重力のｙ方向分力ＧG'は式（１１）で与え
られる。θy は横断勾配であり、θr は車両１のロール
角である。 ＧG'＝ｇ・ｓｉｎ（θy ＋θr ）……（１１）The y-directional component GG ′ of gravity is given by equation (11). θy is the cross slope, and θr is the roll angle of the vehicle 1. GG ′ = g · sin (θy + θr) (11)
【００５９】ロール角θr は式（１２）により得られ
る。式中、Ｗは、車両１の左右方向の車高センサ６ａ，
６ｃ間距離である。 θr ＝ｔａｎ-1（（ｈc −ｈa ）／Ｗ）……（１２）The roll angle θr is obtained by the equation (12). In the formula, W is a vehicle height sensor 6a in the left-right direction of the vehicle 1,
6c. θr = tan −1 ((hc−ha) / W) (12)
【００６０】Ｇセンサ３Ａにより得られる荷重Ｇy は、
停車時にはＧG'と等しい。しかし走行中は、図６に示す
ように、車両１に慣性力が作用するため、Ｇy ≠ＧG'で
ある。The load Gy obtained by the G sensor 3A is
When stopped, it is equal to GG '. However, during running, as shown in FIG. 6, GyGGG ′ because inertial force acts on the vehicle 1.
【００６１】さてＧセンサ３Ａに作用する慣性力は遠心
力Ｐ0 である。第１実施形態に示したごとく、Ｇセンサ
３Ａの設置位置と車両１の回転中心位置ＯC との距離Ｌ
g に起因して、車両１のｙ方向と遠心力Ｐ0 の作用方向
とが平行ではないため、Ｇセンサ３Ａの検出値には、遠
心力Ｐ0 の、Ｇセンサ３Ａの検出方向であるｙ方向分力
Ｇc'が含まれ、式（１３）が成り立つ。 Ｇy ＝ＧG'＋Ｇc'……（１３）The inertial force acting on the G sensor 3A is the centrifugal force P0. As shown in the first embodiment, the distance L between the installation position of the G sensor 3A and the rotation center position OC of the vehicle 1 is determined.
Due to g, the y direction of the vehicle 1 is not parallel to the direction of action of the centrifugal force P0. Therefore, the detected value of the G sensor 3A includes the centrifugal force P0 in the y direction which is the detection direction of the G sensor 3A. Equation (13) holds, including the force Gc '. Gy = GG '+ Gc' (13)
【００６２】したがって ＧG'＝Ｇy −Ｇc'……（１４）Therefore, GG ′ = Gy−Gc ′ (14)
【００６３】よって、横断勾配θy は次式のように表せ
る。 θy ＝ｓｉｎ-1（（Ｇy −Ｇc'）／ｇ）−θr ……（１５）Therefore, the transverse gradient θy can be expressed by the following equation. θy = sin −1 ((Gy−Gc ′) / g) −θr (15)
【００６４】また遠心力Ｐ0 のｙ方向分力Ｇc'は式（１
６）で与えられる。 Ｇc'＝Ｐ0 ・ｃｏｓθc ……（１６）The component Gc 'in the y direction of the centrifugal force P0 is given by the following equation (1).
6). Gc '= P0.cos θc (16)
【００６５】遠心力Ｐ0 、角度θc は、第１実施形態と
同じように式（３），（５）で与えられる。なおＧセン
サ３Ａと車両１の回転中心位置ＯC とが近接していれ
ば、式（１６）においてｃｏｓθc ＝１としてもよい。The centrifugal force P0 and the angle θc are given by equations (3) and (5) as in the first embodiment. If the G sensor 3A and the rotation center position OC of the vehicle 1 are close to each other, cos θc = 1 may be set in the equation (16).
【００６６】左右遠心分力算出手段たる演算装置７Ａ
は、式（３），（６），（１６）により遠心力Ｐ0 のｙ
方向分力Ｇc'を算出する。左右遠心分力算出手段たる演
算装置７Ａは、ヨーレイトセンサ４、車輪速センサ５
ａ，５ｂと慣性力検出手段を構成する。An arithmetic unit 7A as a left / right centrifugal component calculating means.
Is the y of the centrifugal force P0 according to the equations (3), (6) and (16).
The direction component Gc 'is calculated. The arithmetic device 7A, which is a left-right centrifugal component force calculating means, includes a yaw rate sensor 4,
a and 5b constitute an inertial force detecting means.
【００６７】次に演算装置７Ａの、道路形状演算手段と
しての作動を説明する。道路勾配算出手段たる演算装置
７Ａは、式（１５）により横断勾配θy を算出する。ま
た式（１５）の第２項において、車両のロール角θr に
よる誤差を相殺する補正をおこなっているので、より高
精度に横断勾配θy を求めることができる。Next, the operation of the arithmetic unit 7A as road shape calculating means will be described. The arithmetic unit 7A, which is a road gradient calculating means, calculates the transverse gradient θy according to the equation (15). Further, in the second term of the equation (15), since the correction for canceling the error due to the roll angle θr of the vehicle is performed, the transverse gradient θy can be obtained with higher accuracy.
【００６８】また演算装置７Ａは式（１５）を実行する
ことで、補正手段としての作動をしている。すなわち式
（１５）と等価な式（１４）から知られるように、Ｇセ
ンサ３Ａで検出される荷重Ｇy に、慣性力Ｇc'を減じる
ことで、走行中でも正確に重力のｙ方向分力ＧG'を得て
いるからである。The arithmetic unit 7A operates as a correction means by executing the equation (15). That is, as is known from the equation (14) equivalent to the equation (15), by reducing the inertia force Gc 'to the load Gy detected by the G sensor 3A, the component force GG' of the gravitational force in the y direction can be accurately obtained even during traveling. Because they have
【００６９】演算装置７Ａは、図４に示した制御フロー
と同様の制御を行う。すなわち所定の制御周期で読み込
まれる各種センサ３〜６ｃの検出信号に基づいて式（１
５）の第１項と第２項とが算出され、車両１のサスペン
ションがばね系を構成することによる位相補正が行われ
て式（１５）が算出される。The arithmetic unit 7A performs the same control as the control flow shown in FIG. That is, based on the detection signals of the various sensors 3 to 6c read at a predetermined control cycle, the equation (1)
The first and second terms of 5) are calculated, and phase correction is performed by the suspension of the vehicle 1 forming a spring system to calculate Equation (15).
【００７０】算出結果は演算装置７Ａの外部記憶装置に
出力され、走行中、時々刻々と変化する道路の横断勾配
θy についてデータが収集される。The calculation result is output to an external storage device of the arithmetic unit 7A, and data is collected on the road crossing gradient θy that changes every moment during traveling.
【００７１】なお本実施形態の特徴部分は第１実施形態
の構成と組み合わせ、縦断勾配θxと横断勾配θy との
両方を計測する構成としてもよい。The features of this embodiment may be combined with the configuration of the first embodiment to measure both the vertical gradient θx and the transverse gradient θy.
【００７２】（第３実施形態）図７に本発明の第３実施
形態を示す。道路形状計測装置２Ｂは道路のカーブにお
ける曲率を計測するように構成したもので、図中、図１
と同じ番号を付した部分については実質的に同じ作動を
するので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。(Third Embodiment) FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. The road shape measuring device 2B is configured to measure the curvature of a road curve.
Since the portions denoted by the same reference numerals perform substantially the same operation, differences from the first embodiment will be mainly described.
【００７３】道路形状計測装置２Ｂでは、走行状態検出
手段はＧセンサ、車高センサを省略し、ヨーレイトセン
サ４と車輪速センサ５ａ，５ｂのみで構成してある。In the road shape measuring device 2B, the running state detecting means is omitted from the G sensor and the vehicle height sensor, and comprises only the yaw rate sensor 4 and the wheel speed sensors 5a and 5b.
【００７４】演算装置７Ｂは図１のものと基本的に同じ
構成のものである。ヨーレイトセンサ４からの検出信号
により、車両１の角速度ωを得、車輪速センサ５ａ，５
ｂからの検出信号により、車両１の速度ｖを得る。The arithmetic unit 7B has basically the same configuration as that of FIG. Based on the detection signal from the yaw rate sensor 4, the angular velocity ω of the vehicle 1 is obtained, and the wheel speed sensors 5a, 5
The speed v of the vehicle 1 is obtained from the detection signal from b.
【００７５】車両１の旋回時の曲率半径Ｒは、式（４）
により与えられる。The radius of curvature R of the vehicle 1 at the time of turning is given by the following equation (4).
Given by
【００７６】しかして曲率１／Ｒは式（１６）と表せ
る。 １／Ｒ＝ω／ｖ……（１６）Thus, the curvature 1 / R can be expressed by equation (16). 1 / R = ω / v (16)
【００７７】道路形状検出手段を構成する曲率算出手段
たる演算装置７Ｂは、所定の制御周期で読み込まれる各
種センサ４，５ａ，５ｂの検出信号に基づいて式（１
６）を算出する。算出結果は外部記憶装置に出力され、
時々刻々と変化する道路の曲率１／Ｒについてデータが
収集される。The arithmetic unit 7B, which is a curvature calculating means constituting the road shape detecting means, calculates the equation (1) based on the detection signals of the various sensors 4, 5a, 5b read at a predetermined control cycle.
6) is calculated. The calculation result is output to the external storage device,
Data is collected for the curvature 1 / R of the road, which changes from moment to moment.
【００７８】なお本実施形態の特徴部分は第１実施形態
の構成または第２実施形態の構成と組み合わせ、道路の
曲率１／Ｒとともに、縦断勾配θx または横断勾配θy
を併せて計測する構成としてもよい。The features of the present embodiment are combined with the configuration of the first embodiment or the configuration of the second embodiment, and together with the curvature 1 / R of the road, the longitudinal gradient θx or the transverse gradient θy.
May be measured together.
【００７９】（第４実施形態）図８に本発明の第４実施
形態を示す。道路形状計測装置２Ｃは道路の縦断勾配、
横断勾配、カーブの曲率を計測するように構成したもの
で、図中、図１、図５、図７と同じ番号を付した部分に
ついては実質的に同じ作動をするので、第１〜第３実施
形態との相違点を中心に説明する。(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. The road shape measuring device 2C calculates the vertical gradient of the road,
It is configured to measure the cross slope and the curvature of the curve. In the figure, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1, 5, and 7 perform substantially the same operation. The description will focus on the differences from the embodiment.
【００８０】センサは、第１実施形態の構成に、第２実
施形態のごとく、Ｇセンサ３Ａが新たに設けてあり、重
力のｙ方向分力Ｇy を検出するようになっている。また
車両１の前部のバンパー１１の左側には、第２実施形態
のごとく車高センサ６ｃが設けてあり、車高センサ６
ａ，６ｂ位置における車高ｈa ，ｈb に加えて車高セン
サ６ｃ位置における車高ｈc を検出するようになってい
る。また演算装置７Ｃは、車両１の速度ｖを時間微分し
て車両１の加速度ＧW を求める。In the sensor, a G sensor 3A is newly provided in the configuration of the first embodiment, as in the second embodiment, and detects a component Gy in the y direction of gravity. A vehicle height sensor 6c is provided on the left side of the bumper 11 at the front of the vehicle 1 as in the second embodiment.
In addition to the vehicle heights ha and hb at the positions a and 6b, the vehicle height hc at the position of the vehicle height sensor 6c is detected. The arithmetic unit 7C differentiates the speed v of the vehicle 1 with respect to time to obtain the acceleration GW of the vehicle 1.
【００８１】また演算装置７Ｃは、第１実施形態と同様
に、Ｇセンサ３の検出信号によりｘ方向の荷重Ｇx を
得、ヨーレイトセンサ４の検出信号により車両１の旋回
時の角速度ωを得、車輪速センサ５ａ，５ｂの検出信号
により車両速度ｖ、車両の加速度ＧW を得、車高センサ
６ａ，６ｂの検出信号により車両のピッチ角θp を得、
道路の縦断勾配θx を算出する。またＧセンサ３Ａの検
出信号によりｙ方向の荷重Ｇy を得、車高センサ６ａ，
６ｃの検出信号により車両のロール角θr を得、上記角
速度ω、車両速度ｖを用いて道路Ｐの横断勾配θy を算
出する。また上記角速度ω、車両速度ｖを用いて道路Ｐ
の曲率１／Ｒを算出する。As in the first embodiment, the arithmetic unit 7C obtains the load Gx in the x direction from the detection signal of the G sensor 3 and obtains the angular velocity ω during turning of the vehicle 1 from the detection signal of the yaw rate sensor 4, The vehicle speed v and the vehicle acceleration GW are obtained from the detection signals of the wheel speed sensors 5a and 5b, and the pitch angle θp of the vehicle is obtained from the detection signals of the vehicle height sensors 6a and 6b.
Calculate the vertical gradient θx of the road. The load Gy in the y direction is obtained from the detection signal of the G sensor 3A, and the vehicle height sensor 6a,
6c, the roll angle θr of the vehicle is obtained, and the transverse gradient θy of the road P is calculated using the angular velocity ω and the vehicle speed v. The road P is calculated using the angular velocity ω and the vehicle speed v.
Is calculated.
【００８２】このように本実施形態では、道路形状につ
いて多角的な情報を得ることができる。しかも、車輪速
センサ５ａ，５ｂ、ヨーレイトセンサ４は、縦断勾配θ
x 、横断勾配θy 、曲率１／Ｒを得るのに共通に用い、
また車両のピッチ角θp を求めるための車高センサ６
ａ，６ｂと、ロール角θr を求めるための車高センサ６
ａ，６ｃとは、前部バンパー１１の右側に設けた車高セ
ンサ６ａを共通とすることで装置構成を簡単にしてい
る。As described above, in this embodiment, diversified information on the road shape can be obtained. Moreover, the wheel speed sensors 5a and 5b and the yaw rate sensor 4
x, cross slope θy, curvature 1 / R
A vehicle height sensor 6 for determining the pitch angle θp of the vehicle
a, 6b and a vehicle height sensor 6 for determining the roll angle θr.
The devices a and 6c have a common vehicle height sensor 6a provided on the right side of the front bumper 11, thereby simplifying the device configuration.
【００８３】（第５実施形態）図９に本発明の第５の実
施形態を示す。第４実施形態の構成において、演算装置
で実行される制御に、図１０に示す制御を追加して、計
測精度を高めたものであり、第４実施形態との相違点を
中心に説明する。(Fifth Embodiment) FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. In the configuration of the fourth embodiment, the control shown in FIG. 10 is added to the control executed by the arithmetic unit to improve the measurement accuracy, and a description will be given focusing on differences from the fourth embodiment.
【００８４】道路形状計測装置２Ｄの演算装置７Ｄは、
基本的に第４実施形態の演算装置７Ｃ（図８）と同じも
ので、各種センサ３〜６ｃからの検出値に基づく道路形
状の演算等を実行する演算部７１と計測データを記憶す
る外部記憶装置７３を有し構成されている。演算部７１
は読み書き可能なメモリ７２を備えている。The arithmetic unit 7D of the road shape measuring device 2D is
It is basically the same as the arithmetic unit 7C (FIG. 8) of the fourth embodiment, and has an arithmetic unit 71 for executing calculations of road shapes based on the detection values from the various sensors 3 to 6c, and an external storage for storing measurement data. It has a device 73. Arithmetic unit 71
Has a readable and writable memory 72.
【００８５】ステップＳ２０１，Ｓ２０２は、計測しよ
うとする道路を走行する前に、道路の勾配が既知の、凹
凸のない平坦な場所に車両１を停止した状態で、計測者
が演算装置７Ｄをマニュアル操作して行うものである。
ステップＳ２０１では、基準検出値記憶手段たるメモリ
７２に各センサ３〜６ｃの検出値を基準値たる初期値と
して記憶する。また計測者はこの場所の縦断勾配θx 、
横断勾配θy を演算装置７Ｄに入力し、メモリ７２にそ
れぞれ初期値θx0、初期値θy0として記憶する。Steps S201 and S202 are steps in which the measurer manually operates the arithmetic unit 7D in a state where the vehicle 1 is stopped on a flat place where the gradient of the road is known and has no unevenness before traveling on the road to be measured. It is done by operating.
In step S201, the detected values of the sensors 3 to 6c are stored in the memory 72 serving as reference detected value storage means as initial values serving as reference values. The measurer also calculates the vertical gradient θx at this location,
The transverse gradient θy is input to the arithmetic unit 7D and stored in the memory 72 as an initial value θx0 and an initial value θy0, respectively.
【００８６】ステップＳ２０２では、予め距離を測定し
た一定距離の区間を走行し、演算装置７Ｄは、そのとき
の車輪速センサ５ａ，５ｂの検出信号と上記一定距離と
からタイヤの外径を計測し、車輪速センサ５ａ，５ｂの
検出信号から車両速度および走行距離を算出するときの
定数としてメモリ７２に記憶する。In step S202, the vehicle travels in a section of a predetermined distance whose distance has been measured in advance, and the arithmetic unit 7D measures the outer diameter of the tire from the detection signals of the wheel speed sensors 5a and 5b at that time and the above-mentioned predetermined distance. Are stored in the memory 72 as constants for calculating the vehicle speed and the traveling distance from the detection signals of the wheel speed sensors 5a and 5b.
【００８７】その後、計測者は演算装置７Ｄに自動計測
を指示し、計測しようとする道路で車両１を走行させ
る。ステップＳ２０３〜Ｓ２０８は自動計測時のステッ
プで、上記各実施形態のごとく所定の制御周期で行われ
る。ステップＳ２０３では、各センサ３〜６ｃの検出信
号を取り込む。Thereafter, the measurer instructs the arithmetic unit 7D to perform automatic measurement, and causes the vehicle 1 to run on the road to be measured. Steps S203 to S208 are steps at the time of automatic measurement, and are performed at a predetermined control cycle as in the above embodiments. In step S203, the detection signals of the sensors 3 to 6c are fetched.
【００８８】続くステップＳ２０４では、ステップ２０
１において記憶した各センサ３〜６ｃの初期値を減算
し、ステップＳ２０５では、減算された各センサ３〜６
ｃによる検出値により道路情報（縦断勾配θx 、横断勾
配θy および曲率１／Ｒ）を演算する。また車輪速セン
サ５ａ，５ｂの検出信号を積算して走行距離を演算す
る。In the following step S204, step 20
In step S205, the initial values of the sensors 3 to 6c stored in step S1 are subtracted.
The road information (longitudinal gradient θx, transverse gradient θy, and curvature 1 / R) is calculated from the detected value of c. The travel distance is calculated by integrating detection signals of the wheel speed sensors 5a and 5b.
【００８９】このステップＳ２０５では、ステップＳ２
０２，Ｓ２０３を実行した場所の道路形状を基準として
道路形状を演算している。したがってステップＳ２０５
において演算した道路情報のうち、縦断勾配θx 、横断
勾配θy については、縦断勾配θx に初期値θx0を、横
断勾配θy に初期値θy0を加算する補正を行い、水平面
を基準とする縦断勾配θx 、横断勾配θy とする（ステ
ップＳ２０６）。In step S205, step S2
02, the road shape is calculated based on the road shape of the place where S203 is executed. Therefore, step S205
Of the road information calculated in, the vertical gradient θx and the transverse gradient θy are corrected by adding the initial value θx0 to the vertical gradient θx and the initial value θy0 to the transverse gradient θy, and the vertical gradient θx based on the horizontal plane, The cross slope θy is set (step S206).
【００９０】このように本実施形態では、計測用の車両
１を走行させる前に、各センサの検出値にオフセット誤
差が生じないように校正が行われるから、各センサ３〜
６ｃのオフセットが経時変化してもこれを相殺できる。
またタイヤ外径が正確に測定されるから、車両の重量や
タイヤ減りによりタイヤ外径が変わっても正確に車両速
度や走行距離が求められる。As described above, in this embodiment, before the measurement vehicle 1 is run, calibration is performed so that an offset error does not occur in the detection value of each sensor.
Even if the offset of 6c changes with time, this can be offset.
Further, since the tire outer diameter is accurately measured, the vehicle speed and the traveling distance can be accurately obtained even if the tire outer diameter changes due to the weight of the vehicle or the decrease in the tire.
【００９１】ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６
で得られた道路情報を外部記憶装置７３に出力して、外
部記憶装置７３で道路情報が保存される。In step S207, step S206
Is output to the external storage device 73, and the road information is stored in the external storage device 73.
【００９２】ステップＳ２０８では、計測者の終了指令
が入力していれば終了し、終了指令が入力していなけれ
ばステップＳ２０３に戻り計測を繰り返す。In step S208, the process ends if a measurer's end command has been input, and returns to step S203 if the command has not been input, and repeats the measurement.
【００９３】このように本実施形態では、各センサ３〜
６ｃのオフセット変動が吸収され、高精度に道路形状を
計測することができる。As described above, in this embodiment, each of the sensors 3 to
6c is absorbed, and the road shape can be measured with high accuracy.
【００９４】なお要求される計測データの精度に対して
ヨーレイトセンサ４のオフセット変動が大きいときは、
演算装置７Ｄの制御フローを、車両速度が０か否かを判
断し、車両速度が０のときにヨーレイトセンサ４を校正
するようにし、信号待ちで停車したときに、または路肩
等に自発的に停車せしめてヨーレイトセンサ４を校正す
るのもよい。When the offset fluctuation of the yaw rate sensor 4 is large with respect to the required accuracy of the measurement data,
The control flow of the arithmetic unit 7D is determined by determining whether the vehicle speed is 0 or not, and when the vehicle speed is 0, the yaw rate sensor 4 is calibrated. It is also possible to stop the vehicle and calibrate the yaw rate sensor 4.
【００９５】またＳ２０１，Ｓ２０２は、道路形状計測
装置２Ｄを立ち上げる度に行う必要はなく、センサ３〜
６ｃの性能に基づき要求される計測精度に応じて適宜行
い計測精度を管理してゆけばよい。この場合、各センサ
３〜６ｃの初期値は外部記憶装置７３に保存する。Steps S201 and S202 need not be performed each time the road shape measuring device 2D is started up.
The measurement accuracy may be managed appropriately according to the measurement accuracy required based on the performance of 6c. In this case, the initial values of the sensors 3 to 6c are stored in the external storage device 73.
【００９６】また本実施形態の特徴部分は第１〜第３実
施形態に適用できる。The features of this embodiment can be applied to the first to third embodiments.
【００９７】（第６実施形態）図１１に本発明の第６の
実施形態を示す。道路形状計測装置２Ｅの演算装置７Ｅ
は基本的に第５実施形態の演算装置７Ｄ（図９）と同じ
もので、図１０の制御フローに代えて図１２の制御フロ
ーが実行される。なお図中、図９、図１０と同じ番号を
付した部分については実質的に同じであるから、第５実
施形態との相違点を中心に説明する。(Sixth Embodiment) FIG. 11 shows a sixth embodiment of the present invention. Computing device 7E of road shape measuring device 2E
Is basically the same as the arithmetic unit 7D (FIG. 9) of the fifth embodiment, and the control flow of FIG. 12 is executed instead of the control flow of FIG. Note that, in the figure, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 9 and 10 are substantially the same, and therefore, the description will focus on differences from the fifth embodiment.
【００９８】図１２において、道路情報を保存した（ス
テップＳ２０７）後、各センサ３〜６ｃの検出値を道路
情報とともに検出結果記憶手段たる外部記憶装置７３に
記憶する（ステップＳ２０９）。外部記憶装置７３にお
ける記憶場所（ファイル）は、後で各センサ３〜６ｃの
検出値と演算した道路情報とが対応付けられるのであれ
ば、同じでも別でもよい。In FIG. 12, after storing the road information (step S207), the detection values of the sensors 3 to 6c are stored together with the road information in the external storage device 73 as a detection result storage means (step S209). The storage locations (files) in the external storage device 73 may be the same or different as long as the detection values of the sensors 3 to 6c are later associated with the calculated road information.
【００９９】このように本実施形態では、道路情報とと
もに、その演算に用いられた各センサ３〜６ｃの検出値
が保存されるので、計測終了後に、各センサ３〜６ｃの
検出値をチェックすることができ、例えば、得られた道
路情報に異常値があった場合に、それがセンサの検出異
常に起因するものかどうかを判断するのに便利であり、
道路情報の信頼性を高めるのに資するところ大である。As described above, in the present embodiment, since the detection values of the sensors 3 to 6c used for the calculation are stored together with the road information, the detection values of the sensors 3 to 6c are checked after the measurement is completed. For example, if there is an abnormal value in the obtained road information, it is convenient to determine whether or not it is caused by a detection abnormality of the sensor,
This is a great contribution to improving the reliability of road information.
【０１００】なお、本実施形態の特徴部分は第１〜第４
実施形態に適用できる。The features of this embodiment are first to fourth.
Applicable to the embodiment.
【０１０１】（第７実施形態）図１３に本発明の第７の
実施形態を示す。道路形状計測装置２Ｆは、第４実施形
態の構成に、さらに別の機能を付加したもので、図中、
図８と同じ番号を付した部分については実質的に同じ作
動をするので、第４実施形態との相違点を中心に説明す
る。(Seventh Embodiment) FIG. 13 shows a seventh embodiment of the present invention. The road shape measuring device 2F is obtained by adding another function to the configuration of the fourth embodiment.
Since the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 8 perform substantially the same operation, the description will focus on the differences from the fourth embodiment.
【０１０２】道路形状計測装置２Ｆは、図示しない第４
実施形態の各種センサ（図８参照）の他に、車室１のフ
ロントガラス１３寄りに、天井から撮影手段たるＣＣＤ
カメラ８１が垂下せしめてあり、ＣＣＤカメラ８１はフ
ロントガラス１３を通して車両１前方を撮影するように
なっている。また車両１の車室１４には、搭乗している
計測者に向けてマイク８２が設けてあり、計測者の音声
を拾うようになっている。The road shape measuring device 2F includes a fourth
In addition to the various sensors of the embodiment (see FIG. 8), a CCD as a photographing means is provided from the ceiling near the windshield 13 of the vehicle interior 1.
The camera 81 is hung down, and the CCD camera 81 shoots the front of the vehicle 1 through the windshield 13. Further, a microphone 82 is provided in the cabin 14 of the vehicle 1 toward the rider who is on board, and picks up the voice of the rider.
【０１０３】また車室１４には、ＣＣＤカメラ８１から
の画像信号およびマイク８２からの音声信号を入力とし
て画像記憶手段たる記録装置９が設置してある。記録装
置９はビデオテープレコーダ等が用いられる。The vehicle room 14 is provided with a recording device 9 serving as an image storage means, which receives an image signal from the CCD camera 81 and an audio signal from the microphone 82 as inputs. As the recording device 9, a video tape recorder or the like is used.
【０１０４】演算装置７Ｆは、第４実施形態のものと基
本的に同じ構成を有するとともに、記録装置９の作動を
制御するようになっており、記録装置９が演算装置７Ｆ
と同期して車両１の前方の画像および計測者の音声を記
録し、計測終了後に道路形状のデータと対応付けられる
ようになっている。The arithmetic unit 7F has basically the same configuration as that of the fourth embodiment, and controls the operation of the recording unit 9.
The image in front of the vehicle 1 and the voice of the measurer are recorded in synchronization with the vehicle, and are associated with road shape data after the measurement is completed.
【０１０５】本実施形態では、車両１を走行させて道路
Ｐの形状を計測するとともに、計測中の車両１の前方の
様子を撮影し記録する。これにより、計測車両１が道路
脇の駐車車両を避けて道路Ｐのレーンに沿って走行でき
なかった等の、走行時の状況が知られ、計測した道路形
状のデータの解析に役立つ。In the present embodiment, the shape of the road P is measured while the vehicle 1 is running, and a state in front of the vehicle 1 being measured is photographed and recorded. Thereby, the situation at the time of traveling, such as the measurement vehicle 1 being unable to travel along the lane of the road P avoiding the parked vehicle on the side of the road, is known, and is useful for analyzing the data of the measured road shape.
【０１０６】また本実施形態では、道路Ｐの形状の計測
中に、計測者が道路Ｐの状況等を音声で記録装置に残
す。これにより、路面に凹凸があって車両１が揺れたり
大きな振動を伴った等の、走行時の状況が知られ、単に
スイッチ入力等で計測データにマーキングしただけに止
まらない、詳細なデータの解析を行うことができる。In the present embodiment, while measuring the shape of the road P, the measurer leaves the status of the road P and the like in the recording device by voice. This makes it possible to know the situation during traveling, such as when the vehicle 1 is shaken or accompanied by large vibrations due to the unevenness of the road surface, and is not limited to simply marking the measurement data with a switch input or the like. It can be performed.
【０１０７】このように本実施形態では、例えば、得ら
れた道路情報に異常値があった場合に、それがセンサの
検出異常に起因するものかどうかを判断するのに好適で
あり、得られた道路情報の信頼性を高めるのに資すると
ころ大である。As described above, in the present embodiment, for example, when there is an abnormal value in the obtained road information, it is suitable for judging whether or not the abnormal value is caused by a detection error of the sensor. It will greatly contribute to improving the reliability of road information.
【０１０８】なお本実施形態の特徴部分は第１〜第３ま
たは第５、第６実施形態の構成にも付加することができ
る。Note that the features of this embodiment can be added to the configurations of the first to third or fifth and sixth embodiments.
【０１０９】なお上記各実施形態では、道路形状計測装
置はナビゲーションシステムの道路情報として用いるた
めの、道路の形状のデータを収集する計測車両に適用し
たものを示したが、個々の一般車両に適用し、データを
収集するのではなく、走行中にリアルタイムで得られる
道路形状のデータを車両の制御ＥＣＵに出力する構成と
し、車両の制動操作やギアチェンジ等の制御にフィード
バックするようにしてもよい。In each of the above embodiments, the road shape measuring apparatus is applied to a measuring vehicle that collects road shape data for use as road information of a navigation system, but is applied to individual general vehicles. Instead of collecting the data, the configuration may be such that road shape data obtained in real time during traveling is output to the control ECU of the vehicle, and the data may be fed back to control such as braking operation and gear change of the vehicle. .
【図１】本発明の第１の道路形状計測装置を搭載した車
両を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a vehicle equipped with a first road shape measurement device of the present invention.
【図２】本発明の第１の道路形状計測装置を搭載した車
両の作動を説明する第１の図である。FIG. 2 is a first diagram illustrating an operation of a vehicle equipped with the first road shape measurement device of the present invention.
【図３】本発明の第１の道路形状計測装置を搭載した車
両の作動を説明する第２の図である。FIG. 3 is a second diagram illustrating the operation of the vehicle equipped with the first road shape measuring device of the present invention.
【図４】本発明の第１の道路形状計測装置の作動を説明
するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the first road shape measurement device of the present invention.
【図５】本発明の第２の道路形状計測装置を搭載した車
両を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a vehicle equipped with a second road shape measurement device of the present invention.
【図６】本発明の第２の道路形状計測装置を搭載した車
両の作動を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of a vehicle equipped with the second road shape measurement device of the present invention.
【図７】本発明の第３の道路形状計測装置を搭載した車
両を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a vehicle equipped with a third road shape measurement device of the present invention.
【図８】本発明の第４の道路形状計測装置を搭載した車
両を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a vehicle equipped with a fourth road shape measuring device of the present invention.
【図９】本発明の第５の道路形状計測装置を搭載した車
両を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a vehicle equipped with a fifth road shape measurement device of the present invention.
【図１０】本発明の第５の道路形状計測装置の作動を説
明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the fifth road shape measuring apparatus according to the present invention.
【図１１】本発明の第６の道路形状計測装置を搭載した
車両を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a vehicle equipped with a sixth road shape measuring device of the present invention.
【図１２】本発明の第６の道路形状計測装置の作動を説
明するフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the sixth road shape measuring device of the present invention.
【図１３】本発明の第７の道路形状計測装置を搭載した
車両を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a vehicle equipped with a seventh road shape measuring device of the present invention.
１ 車両 ２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ 道路形状計
測装置 ３，３Ａ Ｇセンサ（走行状態検出手段、重力検出手
段） ４ ヨーレイトセンサ（走行状態検出手段、慣性力検出
手段、旋回角速度検出手段） ５ａ，５ｂ 車輪速センサ（走行状態検出手段、慣性力
検出手段、車両速度検出手段） ６ａ，６ｂ，６ｃ 車高センサ（走行状態検出手段、車
両高さ検出手段） ７ 演算装置（走行状態検出手段、慣性力検出手段、車
両加速度算出手段、前後遠心分力算出手段、道路形状演
算手段、補正手段、道路勾配算出手段） ７Ａ 演算装置（走行状態検出手段、慣性力検出手段、
左右遠心分力算出手段、道路形状演算手段、補正手段、
道路勾配算出手段） ７Ｂ 演算装置（道路形状演算手段、曲率算出手段） ７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ 演算装置（走行状態検出手
段、慣性力検出手段、車両加速度算出手段、前後遠心分
力算出手段、左右遠心分力算出手段、道路形状演算手
段、補正手段、道路勾配算出手段、曲率算出手段） ７２ メモリ（基準検出値記憶手段） ７３ 外部記憶装置（検出結果記憶手段） ８１ ＣＣＤカメラ（撮影手段） ９ 記録装置（画像記憶手段）DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F Road shape measuring device 3, 3A G sensor (running state detecting means, gravity detecting means) 4 Yaw rate sensor (running state detecting means, inertial force detecting means, turning angular velocity) 5a, 5b Wheel speed sensors (running state detecting means, inertial force detecting means, vehicle speed detecting means) 6a, 6b, 6c Vehicle height sensors (running state detecting means, vehicle height detecting means) 7 Computing device (running) 7A arithmetic unit (driving state detecting means, inertial force detecting means, state detecting means, inertial force detecting means, vehicle acceleration calculating means, longitudinal centrifugal component force calculating means, road shape calculating means, correcting means, road gradient calculating means)
Left and right centrifugal component force calculating means, road shape calculating means, correcting means,
7B arithmetic unit (road shape arithmetic unit, curvature calculating unit) 7C, 7D, 7E, 7F arithmetic unit (running state detecting unit, inertial force detecting unit, vehicle acceleration calculating unit, longitudinal centrifugal component force calculating unit, Left / right centrifugal component calculation means, road shape calculation means, correction means, road gradient calculation means, curvature calculation means) 72 memory (reference detection value storage means) 73 external storage device (detection result storage means) 81 CCD camera (photographing means) 9 Recording device (image storage means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝川 寿夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柳澤 崇 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 岡田 亜起夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshio Shibakawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Takashi Yanagisawa 1 Toyota Town Toyota City, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Akio Okada 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation
Claims (10)
する走行状態検出手段と、走行状態検出手段により検出
された車両の走行状態に基づいて走行中の道路の形状を
演算する道路形状演算手段とを具備する道路形状計測装
置であって、上記走行状態検出手段は、車両の傾斜姿勢
に応じて変化する重力の所定の方向の分力を検出する重
力検出手段と、車両に上記所定の方向に作用する慣性力
を検出する慣性力検出手段とを具備し、上記道路形状演
算手段は、重力検出手段の検出値に、慣性力検出手段の
検出値を減じる補正を行う補正手段と、補正手段により
補正された重力検出手段の検出値に基づいて上記所定方
向の道路の勾配を算出する道路勾配算出手段とを具備す
ることを特徴とする道路形状計測装置。1. A running state detecting means mounted on a vehicle for detecting a running state of the vehicle, and a road shape calculation for calculating a shape of a running road based on the running state of the vehicle detected by the running state detecting means. A road shape measuring device comprising: a means for detecting the traveling state, wherein the traveling state detecting means detects a component force in a predetermined direction of gravity that changes in accordance with the inclination posture of the vehicle; An inertial force detecting means for detecting an inertial force acting in the direction, wherein the road shape calculating means corrects the detected value of the gravity detecting means to reduce the detected value of the inertial force detecting means; A road gradient calculating means for calculating the gradient of the road in the predetermined direction based on the detected value of the gravity detecting means corrected by the means.
て、上記重力検出手段を、重力の車両の前後方向分力を
検出する構成とし、上記慣性力検出手段には、車両の速
度を検出する車両速度検出手段と、車両の旋回時の角速
度を検出する旋回角速度検出手段と、上記車両速度検出
手段により検出された車両の速度に基づいて車両の加速
度を算出する車両加速度算出手段と、車両速度検出手段
により検出された車両の速度および旋回角速度検出手段
により検出された車両の旋回時の角速度に基づいて、遠
心力の車両の前後方向の分力を算出する前後遠心分力算
出手段とを具備せしめ、上記道路勾配算出手段を、道路
の縦断勾配を算出する構成とした道路形状計測装置。2. The road shape measuring device according to claim 1, wherein said gravity detecting means detects a longitudinal force component of the vehicle due to gravity, and said inertial force detecting means detects a speed of the vehicle. Vehicle speed detecting means, turning angular velocity detecting means for detecting an angular velocity when the vehicle turns, vehicle acceleration calculating means for calculating the vehicle acceleration based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, vehicle speed A front-rear centrifugal component force calculating unit configured to calculate a centrifugal force component of the vehicle in the front-rear direction based on the vehicle speed detected by the detecting unit and the turning angular speed detected by the turning angular speed detecting unit. A road shape measuring apparatus in which the road gradient calculating means calculates a longitudinal gradient of a road.
て、上記走行状態検出手段には、車両の前後方向に間隔
をおいて設けられ、路面からの車両の高さを検出する一
対の車両高さ検出手段を具備せしめ、上記道路勾配算出
手段を、一対の車両高さ検出手段により検出された路面
からの高さに基づいて車両のピッチ角を算出し、上記縦
断勾配に、上記ピッチ角を減じる補正をする構成とした
道路形状計測装置。3. A road shape measuring device according to claim 2, wherein said traveling state detecting means is provided at a distance in a front-rear direction of the vehicle and detects a height of the vehicle from a road surface. The road gradient calculating means, calculates the pitch angle of the vehicle based on the height from the road surface detected by the pair of vehicle height detecting means, the vertical gradient, the pitch angle A road shape measurement device configured to make a correction to reduce.
状計測装置において、上記重力検出手段を、重力の車両
の左右方向分力を検出する構成とし、上記慣性力検出手
段には、車両の速度を検出する車両速度検出手段と、車
両の旋回時の角速度を検出する旋回角速度検出手段と、
車両速度検出手段により検出された車両の速度および旋
回角速度検出手段により検出された車両の旋回時の角速
度により、遠心力の車両の左右方向分力を算出する左右
遠心分力算出手段とを具備せしめ、上記道路勾配算出手
段を、道路の横断勾配を算出する構成とした道路形状計
測装置。4. The road shape measuring device according to claim 1, wherein the gravity detecting means detects a component of gravity of the vehicle in the left-right direction, and the inertial force detecting means includes: Vehicle speed detecting means for detecting the speed, turning angular velocity detecting means for detecting the angular velocity of the vehicle when turning,
Left and right centrifugal force component calculating means for calculating a centrifugal force in the right and left direction of the vehicle based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting device and the angular velocity of the vehicle during turning detected by the turning angular speed detecting device. A road shape measuring device, wherein the road gradient calculating means is configured to calculate a road crossing gradient.
て、上記走行状態検出手段には、車両の左右方向に間隔
をおいて設けられ、車両の路面からの高さを検出する一
対の車両高さ検出手段を具備せしめ、上記道路勾配算出
手段を、一対の車両高さ検出手段により検出された路面
からの高さに基づいて車両のロール角を算出し、上記横
断勾配に、上記ロール角を減じる補正をする構成とした
道路形状計測装置。5. A road shape measuring device according to claim 4, wherein said traveling state detecting means is provided at a distance in the left-right direction of the vehicle and detects a height of the vehicle from a road surface. The road gradient calculating means calculates the roll angle of the vehicle based on the height from the road surface detected by the pair of vehicle height detecting means, and calculates the roll angle to the transverse gradient. A road shape measurement device configured to make a correction to reduce.
状計測装置において、上記道路形状演算手段には、上記
車両速度検出手段により検出された旋回時の車両の速度
および上記旋回角速度検出手段により検出された旋回時
の角速度とに基づいて道路の曲率を算出する曲率算出手
段を具備せしめた道路形状計測装置。6. The road shape measuring device according to claim 2, wherein the road shape calculating means includes a vehicle speed at the time of turning detected by the vehicle speed detecting means and a turning angular speed detecting means. A road shape measuring device comprising a curvature calculating means for calculating a curvature of a road based on the detected angular velocity at the time of turning.
する走行状態検出手段と、走行状態検出手段により検出
された車両の走行状態に基づいて走行中の道路の形状を
演算する道路形状演算手段とを具備する道路形状計測装
置であって、上記走行状態検出手段は、車両の速度を検
出する車両速度検出手段と、旋回時の角速度を検出する
旋回角速度検出手段とを具備し、上記道路形状演算手段
は、車両速度検出手段により検出された旋回時の車両の
速度および旋回角速度検出手段により検出された旋回時
の角速度に基づいて道路の曲率を算出する曲率算出手段
を具備することを特徴とする道路形状計測装置。7. A running state detecting means mounted on a vehicle for detecting a running state of the vehicle, and a road shape calculation for calculating a shape of a running road based on the running state of the vehicle detected by the running state detecting means. A road shape measuring device comprising: a vehicle speed detecting means for detecting a speed of the vehicle; and a turning angular velocity detecting means for detecting an angular velocity at the time of turning. The shape calculating means includes a curvature calculating means for calculating a curvature of the road based on the speed of the vehicle at the time of turning detected by the vehicle speed detecting means and the angular velocity at the time of turning detected by the turning angular velocity detecting means. Road shape measuring device.
状計測装置において、上記道路形状演算手段を、予め道
路形状の知られた場所における上記走行状態検出手段の
基準の検出値を記憶する基準検出値記憶手段を具備し、
かつ基準検出値記憶手段に記憶された基準の検出値に基
づいて走行状態検出手段を校正する構成としたことを特
徴とする道路形状計測装置。8. The road shape measuring device according to claim 1, wherein the road shape calculating means stores a detected value of a reference of the running state detecting means at a place where the road shape is known in advance. Comprising detection value storage means,
A road shape measuring device characterized in that the running state detecting means is calibrated based on the reference detection value stored in the reference detection value storage means.
状計測装置において、上記道路形状演算手段により演算
された道路の形状についての演算結果とともに、上記走
行状態検出手段による車両の走行状態の検出結果を時系
列に記憶する検出結果記憶手段を具備せしめたことを特
徴とする道路形状計測装置。9. The road shape measuring device according to claim 1, wherein the driving state detection means detects a traveling state of the vehicle together with a calculation result of the road shape calculated by the road shape calculation means. A road shape measuring device comprising a detection result storage means for storing results in time series.
形状計測装置において、車外を撮影する撮影手段と、上
記道路形状演算手段により演算された道路の形状につい
ての演算結果とともに、撮影手段により撮影された画像
を時系列に記憶する画像記憶手段を具備せしめたことを
特徴とする道路形状計測装置。10. The road shape measuring device according to claim 1, wherein the photographing means photographs the outside of the vehicle and the photographing means together with a calculation result of the road shape calculated by the road shape calculating means. A road shape measuring device comprising an image storage means for storing the obtained images in time series.
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