JPH11230742A - 道路形状計測装置 - Google Patents
道路形状計測装置Info
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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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- road
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両を走行させながら道路の勾配を高精度で
計測することである。 【解決手段】 車両１に、重力の車両１の所定の方向の
分力を検出する重力検出手段３と、車両１の旋回時の角
速度を検出する旋回角速度検出手段４と、車両速度を検
出する車両速度検出手段５ａ，５ｂとを設け、演算装置
７において、車両速度から車両加速度を演算し、車両速
度および角速度から遠心力を演算し、重力の所定方向の
分力に、加速度および遠心力から知られる慣性力を減算
する補正を行って走行中でも重力の所定方向の分力を高
精度で求める構成とすることで、道路の勾配の高精度計
測を実現する。
計測することである。 【解決手段】 車両１に、重力の車両１の所定の方向の
分力を検出する重力検出手段３と、車両１の旋回時の角
速度を検出する旋回角速度検出手段４と、車両速度を検
出する車両速度検出手段５ａ，５ｂとを設け、演算装置
７において、車両速度から車両加速度を演算し、車両速
度および角速度から遠心力を演算し、重力の所定方向の
分力に、加速度および遠心力から知られる慣性力を減算
する補正を行って走行中でも重力の所定方向の分力を高
精度で求める構成とすることで、道路の勾配の高精度計
測を実現する。
Description
【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。
測する道路形状計測装置に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）
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）
【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）
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）
【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。
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。
【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。
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。
【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）
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）
【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。
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。
【００３６】Ｇc ＝Ｐ0 ・ｓｉｎθc ……（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）
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）
【００３８】しかして式（３），（４），（５），
（６）より（７）となる。 Ｇc ＝ω2 Ｌg ……（７）
（６）より（７）となる。 Ｇc ＝ω2 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。
後方に設置される場合は、Ｌg は負数とする。
【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）
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）
【００４１】したがって 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）
次式のように表せる。 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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
第１項および第２項の演算が行われる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）
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）
【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）
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）
【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。
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。
【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）
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）
【００６２】したがって 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）
る。 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）
６）で与えられる。 Ｇc'＝Ｐ0 ・ｃｏｓθc ……（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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
により与えられる。
【００７６】しかして曲率１／Ｒは式（１６）と表せ
る。 １／Ｒ＝ω／ｖ……（１６）
る。 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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
施形態に適用できる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
実施形態に適用できる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
両を示す図である。
【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。
両の作動を説明する第１の図である。
【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。
両の作動を説明する第２の図である。
【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。
するフローチャートである。
【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。
両を示す図である。
【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。
両の作動を説明する図である。
【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。
両を示す図である。
【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。
両を示す図である。
【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。
両を示す図である。
【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。
明するフローチャートである。
【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。
車両を示す図である。
【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。
明するフローチャートである。
【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。
車両を示す図である。
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）
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）
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (10)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 請求項１記載の道路形状計測装置におい
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。 - 【請求項３】 請求項２記載の道路形状計測装置におい
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。 - 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか記載の道路形
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。 - 【請求項５】 請求項４記載の道路形状計測装置におい
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。 - 【請求項６】 請求項２ないし５いずれか記載の道路形
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。 - 【請求項７】 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。 - 【請求項８】 請求項１ないし７いずれか記載の道路形
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。 - 【請求項９】 請求項１ないし８いずれか記載の道路形
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。 - 【請求項１０】 請求項１ないし９いずれか記載の道路
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。
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