JPH0555805B2 - - Google Patents

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JPH0555805B2
JPH0555805B2 JP62315431A JP31543187A JPH0555805B2 JP H0555805 B2 JPH0555805 B2 JP H0555805B2 JP 62315431 A JP62315431 A JP 62315431A JP 31543187 A JP31543187 A JP 31543187A JP H0555805 B2 JPH0555805 B2 JP H0555805B2
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JP
Japan
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road surface
measuring
acceleration
determining
slope
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JPS63173912A (ja
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Elson B Spangler
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Publication of JPH0555805B2 publication Critical patent/JPH0555805B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Road Repair (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は道路の横断面（以後プロフイルと略
称）測定方法とその装置に関するもので、特に道
路や滑走路のように車両が走行する表面の横断面
測定用の方法とその装置に関する。更に具体的に
は米国特許第3266302号と第4422322号に開示及び
請求されている装置の改良に関する。ここでは道
路（road）という用語は総称的意味で用いられ、
通常自動車が走行する高速道路、市街路等、航空
機が離着陸するのに使用される滑走路等その他車
両が走行し得る表面を含む。勾配（slope）とい
う用語は同様に総称的な意味で用いられ、走行方
向を横切る道路表面の横断勾配（cross slope）、
及び走行方向に沿つた道路表面の傾斜（grade）
を含む。
［従来の技術］ 米国特許第3266302号の教示するところによれ
ば、測定車を道路表面で動かして、測定車のサス
ペンシヨン装置の変位（Ｗ−Ｙ）とこの測定車に
搬送される加速計の二重積分をした出力Ｙとを結
合した関数として表面プロフイルＷが測定され
る。開示された装置は、上記サスペンシヨン装置
の変位（Ｗ−Ｙ）を測定車の車輪と車体との間に
設けたポテンシヨメータ等の測定手段で計測し、
測定車の慣性により形成される基準平面に対して
プロフイル測定を行うものとして記載されてい
て、変化の少ないときは加速計の応答特性によ
り、また変化の大きいときは測定車のサスペンシ
ヨン変位変換器により決定される道路表面の起伏
の変化範囲全体にわたつて測定を行う。しかしな
がら低振動数（low frequency）における加速計
の信号応答能力／雑音応答能力とこれら双方の変
換器の電気的出力の定常時オフセツトは前述の二
重積分に結合されて、装置の能力を引用の特許中
に開示された範囲内に限定するものである。
加速計／二重積分技術にもともと属する低振動
数応答の困難性を克服するために、スパングラー
等（Spangler at al）の「道路プロフイルの測定
方法」（GMR−452，Genral motors Corp.1964
年）には、時間領域の二重積分に先立つて加速計
の出力を時間領域の高域波器に通し、低振動数
応答を減衰させることが提案されている。しかし
ながら、道路プロフイルの空間振動成分は測定車
速度に比例して変化するので、時間領域高域波
器を具備することは測定したプロフイルを測定車
速度の関数として変化させることになる。この問
題は、段階的に可変の自然周波数すなわち遮断周
波数を有する高域波器を備えることによりある
範囲までは緩和され、それにより測定車の速度を
段階的には異なるが定速度とするのである。
本発明にとつて従来技術である更に進んだ改良
がなされ、上記に引用した特許とGMR文献中で
提案しているアナログ時間領域処理技術にとつて
代わる、しかし全く相似の、時間領域デジタル処
理技術の実現がなされた。この改良はユーザが希
望の振動数（もしくは波長）測定能力を入力でき
るようにしたもので、測定車の速度を考慮にいれ
ている。この改良では対応する高域波器の遮断
周波数を計算し、道路プロフイルの時間領域の計
算に際し、この遮断周波数を加速計出力に適用す
る。このように具体化した技術はそれまでの段階
的に選択可能な波器を連続的に可変の波器に
うまく置換えたが、それでも測定値処理期間中は
一定の車両速度を有する必要がある。
米国特許第4422322号には時間領域というより
はむしろ空間領域の道路プロフイルを測定する装
置と方法を開示している。具体的には、変換器が
道路接触輪の回転数に応答して、道路表面に沿つ
て予め選定した距離区間dsにて道路プロフイルサ
ンプル測定を開始する。そしてプロフイルＷは下
式に従つて測定される。
Ｗ＝（Ｗ−Ｙ）＋∫∫（Ｙ¨／V2）dsds ……(1) ここで（Ｗ−Ｙ）は“測定車のばね上慣性”質
量の道路表面に対する変位であり、Ｙ¨は、“測定
車のばね上慣性”質量に作用する加速度であり、
道路表面に対して垂直である。Ｖは走行方向にお
ける測定車の速度である。Ｙ¨／V2は時間に依存
しない測定値であり、測定車のばね上慣性質量に
働く空間加速度である。従つて式(1)におけるすべ
ての項の単位は時間に依存しない距離の単位であ
る。速度Ｖは各距離区間にて適宜な変換器を使用
して測定してもよく、あるいは下式により決定し
てもよい。
Ｖ＝ds／dt ……(2) ここでdtは距離区間dsを走行するのに要する時
間である。Ｙ¨／V2により与えられる空間加速度
（spatial acceleration）は高域波動作にかけ変
換器信号のすべての低振動数成分と定常成分を除
去する。しかしながら、時間に依存しない空間の
振動数で表され、単位長当りのラジアン量で表さ
れる。波器の遮断周波数は測定期間中（初期化
の後に続く）は一定であり、測定車の速度及び／
若しくは、速度変化に関係なく所望の振動数（波
長）情報を有する道路プロフイル測定をおこな
う。
［発明が解決しようとする問題点］ これまでに述べた特許中に開示された装置と方
法はかなりの商業ベースにのり成功を収めたが、
いくつかの問題が残つている。多数のプロフイル
が平行に走る道路面を測定する場合、例えば、独
立のプロフイル計は同一車両の脇に横方向に離隔
した位置にとりつけることができる。しかしなが
ら、各プロフイル測定値の間には横断的な勾配の
関係が確立されないで、独立のままとなる。従つ
て、重要な道路表面パラメータがわからないまま
となる。類似の問題が、道路表面の走行方向の勾
配（fore／aft）即ち傾斜を決定する際にある。
本発明の概略の目的は、これまでに述べた道路表
面の横断勾配及び／若しくは傾斜測定用の米国特
許中に開示された種類の装置及び方法を提供する
ことにある。
本発明のより具体的な目的は、道路表面の離隔
したプロフイルを測定し、そのプロフイル間の勾
配若しくは傾斜を自動的に決定するという開示さ
れた特性を有する装置と方法を提供することにあ
る。本発明の更に具体的な目的はプロフイル及び
勾配の情報を上述のように実質的に測定車の速度
に依存せずに測定及び記憶するようになつている
前述の記載の特性を有する装置と方法を提供する
ことにある。
本発明によれば、離隔したプロフイルの測定値
が得られ、好適には同一測定車に間隔をあけて取
付けた独立のプロフイル計による。測定車はまた
道路勾配（すなわち道路の横断勾配若しくは走行
方向の傾斜）に起因する測定車の加速度を測定す
る設備と、プロフイル測定値間の絶対高度差を決
定する計算回路とを携帯する。この絶対高度差信
号を別々に記憶したり、個別に記憶したプロフイ
ル測定値を分けておいたり、記憶したプロフイル
測定値の一つに加算したりできる。ここで開示す
る本発明の好適実施例においては、勾配方向にお
ける測定車の総合加速度を測定し、その値から測
定車の動きに起因する勾配方向における加速度の
個別測定値を減算することにより、個別プロフイ
ルの高度差が決定される。
この差は専ら重力に起因する勾配の方向におけ
る測定車の加速度である。横断勾配を決定するに
は、揺れ（yaw）変換器の出力を横断方向加速度
計（transverse sccelerometer）の出力から減算
して専ら横方向の勾配の差に起因する測定車の横
方向加速度を表す信号を出力する。走行方向の傾
斜を決定するためには、前進方向の測定車加速度
が走行方向の加速度計出力から減算される。小さ
な傾きについては、これらの加速度の差は勾配角
度をラジアンで近似する。上記引用した従来技術
をみてわかるように、GMR文献に開示した時間
領域あるいは米国特許第4422322号に開示された
空間領域において、プロフイル計と加速度計は高
域波を行つて周波数応答を改善する。本発明に
よれば、横方向及び／若しくは走行方向の勾配に
起因する加速度の差信号は、一方若しくは双方の
プロフイル測定値と組合わせるのに先立つて、上
記高域波と相補の関係である低域波を行う。
ここで開示する本発明の好適実施例では、すべて
の測定は空間領域にて行われ、記録される。
［発明の詳細な説明］ 第１図と第２図は、道路測定装置すなわち、横
方向に離隔する左車輪と右車輪に沿つた道路プロ
フイルを測定するためとこの左右車輪間の横断勾
配を測定するための本発明による道路プロフイル
測定器即ちプロフイル計１２を装備した測定車１
０を図示する。右側プロフイルWRは架空の平面
１４からの距離として測定され、この平面１４は
右後輪２１Ｒに隣接した測定車のばね上慣性質量
に取付けられた加速度計２０Ｒの慣性素子により
画定される。
距離測定器すなわち変換器１６Ｒは、実際の道
路表面１８までの距離（Ｗ−Ｙ）Ｒを測定するた
めに、測定車の車輪と車体との間に、従来例と同
様のポテンシヨメータ等の測定手段を有し、加速
度計２０Ｒと共に車両１０のばね上質量に取付け
られ、この距離は測定車１０が道路表面上を走行
する際に測定車サスペンシヨンシステム（図示せ
ず）の関数として変動する。変換器１６Ｒは道路
に追従する輪にして別に牽引される車両に取付け
られた可変抵抗器の形をとつてもよい。超音波、
光学もしくは他の非接触な変換器もまた考えら
れ、測定車１０自身に取付けてもよい。加速度計
２０Ｒは変換器１６Ｒと共に取付けられ、慣性の
基準である平面１４に対して直角の方向における
測定車のばね上質量の加速度に応答して、加速度
Ｙ¨Ｒを出力する。加速度計２０Ｒと変換器１６Ｒ
はそれぞれの出力を道路プロフイル計算機２２へ
と導く。道路プロフイル計算機２２の出力WFR
は、適宜に空間的に波して関係のある重要な空
間振動数成分（波長）としたプロフイルＷを示
し、データ記憶装置２４へ加えられる。このデー
タ記憶装置２４はストリツプチヤートレコーダ、
磁気テープ記録機等を含んでもよい。道路プロフ
イル計算機２２に加えられた信号Ｌは操作者によ
り予め選択された所望のプロフイル測定波長の最
大値を表わす。ここで述べる本発明の好適実施例
においては、道路プロフイル計算機２２は空間領
域専用に作動する。このような空間領域動作は道
路走行距離測定用の変換器２６から受信される距
離を示す一連のパルスＳの制御のもとに実行さ
れ、この道路走行距離測定用の変換器２６は測定
車輪の一つに適宜に取付けられて測定車が走行す
る予め定めた固定の距離dsに応答して固定の持続
時間ｔを持つパルスＳを発生する。変換器２６
は、たとえば走行距離フイート当り20個（約１セ
ンチメートル当り1.5パルス）の割合（１／ds）
で持続時間ｔのパルスＳを発生するために適宜開
口した円板に応答する光電カプラを含んでもよ
い。この例では、従つて、各パルスＳは0.05フイ
ートの固定の距離dsを表す。続くパルス間の間隔
は測定車の速度と共に変動する。
もう１つの加速度計２０Ｌともう１つの変換器
１６Ｌは、測定車１０の左後輪２１Ｌの上方に取
付けられていて、各信号〓Ｌと（Ｗ−Ｙ）Ｌとを
道路プロフイル計算機２２に出力する。道路プロ
フイル計算機２２は計算を行い、データ記憶装置
２４へ左プロフイル信号WFLを加える。これま
でに述べた範囲までは、加速度計２０Ｒと、変換
器１６Ｒと、道路プロフイル計算機２２と、デー
タ記憶装置２４と、変換器２６との組合わせと、
加速度計２０Ｌと、変換器１６Ｌと、道路プロフ
イル計算機２２と、データ記憶装置２４と変換器
２６との組合わせは米国特許第4422322号に開示
及び特許請求された発明と同一である。
前記特許の開示は動作の詳細説明用に本明細書
中に盛込んであり重複説明をしないこととする。
上述の如く注目した米国特許第3266302号と
GMR文献は、全体としては、背景となる理論及
び道路プロフイル測定動作全体に関して関係ある
ものであり、ここではその目的のために盛込んで
ある。
道路プロフイル計算機２２、データ記憶装置２
４および変換器２６を共有しているが、左右のプ
ロフイルは、これまでに述べた範囲内で、本質的
には互いに独立して測定され且つ記録されること
がわかる。第１図と第２図で説明した本発明の実
施例によれば、測定及び記録された道路プロフイ
ルWFRとWFLの間の横断勾配を測定し且つこれ
を左右のプロフイル間の絶対高度の差に翻訳す
る。この絶対高度の差Ｊ（第２図）は別々にデー
タ記憶装置２４に記録してもよいし、記録したプ
ロフイルの間で分けておいてもよいし、あるいは
ここに開示した現在好適とされる実施例では、記
録するに先立つてプロフイル信号の一つ、具体的
には左プロフイル信号WFLに、単純に加算して
もよい。このような横断勾配と変位を決定するた
めに、追加の変換器が備えられている。すなわち
横断加速度計２８（transverse accelerometer）
と揺れ率変換器３０（yaw rate）である。横断
加速度計２８は、測定車１０の傾きに起因する重
力により発生する横断加速度（transverse
acceleration）と測定車１０の曲線的な動きから
生じる横断加速度とを加算したもの（総合加速
度）を表す信号Ｔ¨を、道路プロフイル計算機２２
に出力する。揺れ率変換器３０は、道路表面に平
行な平均平面内における横断加速度計２８の角速
度の測定値として、道路プロフイル計算機２２に
信号ｗ（運動加速度）を加える。道路プロフイル
計算機２２は先ず絶対高度差Ｊ（道路表面勾配）
を下式の関数として計算する。
Ｊ＝（Ｗ−Ｙ）Ｒ−（Ｗ−Ｙ）Ｌ ＋（Ｔ＊tan（K1（Ｔ¨−K2＊ｗ＊Ｖ）））＋
K3 ……(3) ここでＴは左右加速度計２０Ｌ，２０Ｒ（第２
図）間すなわち左右プロフイルの間の横断距離、
Ｖは式(2)の測定車の速度、K1は横断加速度（Ｔ¨
−K2＊ｗ＊Ｖ）を横断角度の傾き（transverse
angular inclination）に変換するための係数、
K2は揺れ率ｗと速度Ｖとの積を横断加速度に変
換するための係数、K3は既知の高さの表面にて
Ｊをゼロに設定するために校正した定数である。
第３図はコンピユータ２２の左プロフイル
WFLを決定するためのブロツク線図である。（こ
れに対応する右プロフイルWFRのブロツク線図
は好適には米国特許第4422322号の第４図に説明
されたものと同一である。） 第３図は、波器４０を除けば、米国特許第
4422322の第４図と同様である。もつと具体的に
は、米国特許第4422322号の空間領域の高域波
器は高域波器と低域波器の組合わせ波器４
０により置換えられる。プロフイル信号WFLに
は、従つて、当業分野で行われるように空間領域
の高域波をおこない、一方絶対高度差信号Ｊに
は低域波を行なう。波器ポールT1，T2，T3
は次の式により与えられる。
T1＝２（2π／Ｌ） ……(4) T2＝２（2π／Ｌ）2 ……(5) T3＝（2π／Ｌ）3 ……(6) 波器ポールは、高域波器セクシヨンと低域
波器セクシヨンの双方に共通であることに気付
くであろう。従つて高域波器と低域波器は相
補の関係にある。第４図は第２図のブロツク図の
WFLの計算を行うソフトウエアフローチヤート
である。（これに対応するWFR用のフローチヤー
トは米国特許第4422322号の第３図のものと同一
となる。）第３図の処理を実行するBASICで書か
れたプログラムは次のようになる。
100 ！ START 110 INPUT Ｌ 120 Ｉ＝０ 130 Ｈ＝０ 140 Ｆ＝０ 150 Ｄ＝０ 160 Ｅ＝０ 170 Ｐ＝０ 180 L1＝０ 190 L1＝L1＋Ｓ ！ Ｓ＝ds 200 T1＝２＊（２＊PI／L1） 210 T2＝２＊（２＊PI／L1）＾２ 220 T3＝（２＊PI／L1）＾３ 230 ！ HAS DISTANCE ds BEEN
TRAVELED？ 240 IF NO THEN 230 250 IF YES THEN 260 260 ！ READ ACCELERATION
（y2） 270 ！ READ DISPLACEMENT
（Ｗ−Ｙ） 275 ！ READ ELEVATION
DIFFERENCE （Ｊ） 280 ！ READ ELAPSED TIME
（dt） 290 Ｖ＝Ｓ／Ｔ ！ Ｔ＝dt 300 Ａ＝Y2／V^2 310 Ｉ＝Ｉ−Ａ＊Ｓ 320 Ｈ＝Ｈ＋W1＊T1＊Ｓ＋Ｊ＊T1＊Ｓ 330 Ｆ＝Ｆ＋W1＊T2＊Ｓ＋Ｊ＊T2＊Ｓ 340 Ｄ＝Ｄ＋W1＊T3＊Ｓ＋Ｊ＊T3＊Ｓ 350 Ｅ＝Ｅ＋Ｄ＊Ｓ 360 Ｇ＝Ｆ＋Ｅ＋Ｉ 370 Ｐ＝Ｐ＋Ｇ＊Ｓ 380 Y1＝Ｐ＋Ｈ 390 W1＝Ｗ−Ｙ−Y1 ！ W1＝Wf 400 IF L1＝Ｌ THEN 230 410 GO TO 190 420 END 高度差信号Ｊを低域波することの意味は、横
断勾配想定の全体的な意味と共に、第５Ａ−５Ｄ
図を参照すると明らかになるであろう。第５Ａ図
において、左右車輪２１Ｌ，２１Ｒは共に水平面
にあり、従つてプロフイルWFLとWFRは平坦で
ある。左車輪２１Ｌへの高度のステツプ入力は
（第５Ｂ図）、高域波のみを仮定すると、始めに
WFLをＪだけ変位するが、その後時間及び／若
しくは距離が経過した後にWFRの振幅に戻る。
第５Ｃ図では、しかしながら、信号Ｊは全体とし
てはWFLの高域波に対して相補の関係にある
低域波にかけられ、その後WFLに加算され、
第５Ｄ図にて示される複合すなわち和信号の
WFLは正確に左車輪２１Ｌのステツプ入力を再
現している。
第６図は道路表面の走行方向の勾配すなわち傾
斜を測定するための本発明の実施例50を示す。測
定車５２は後輪２１Ｒに隣接して取付けられた一
組の第１の距離測定用の変換器と加速度計１６
Ｒ，２０Ｒと、前輪２１Ｆに隣接する第２の距離
測定用の変換器と加速度計１６Ｆ，２０Ｆとを有
する。
道路プロフイル計算機２２は各変換器から信号
（Ｗ−Ｙ）Ｒ，（Ｗ−Ｙ）Ｆと加速度Ｙ¨ＲとＹ¨Ｆを
受取り、データ記憶装置２４に出力を出す。道路
プロフイル計算機２２はまた入力信号ＬとＳを受
信する。走行方向加速度計５４は、傾いている加
速度計に働く重量に起因する加速度と測定車の速
度変化から生じる加速度との和を表す信号Ｌ¨を計
算機２２へ出力する。（加速という用語は逆すな
わち減速を含んでいることがわかるであろう。） 単位距離ds間の走行方向の高度差である増分傾
斜Ｍ（道路表面勾配）は下式により与えられる。
Ｍ＝ （（（Ｗ−Ｙ）Ｆ−（Ｗ−Ｙ）Ｒ＋Ｓ＊tan（K4（Ｌ¨
−dV／dt））＋K5）／Ｓ）ds ……(7) ここでＳは走行方向の距離でありこの区間Ｓに
ついて道路プロフイル高度の絶対差が測定され、
K4は走行方向の加速度（Ｌ¨−dV／dt）を走行方
向の傾斜角度に変換するための係数であり、K5
は既知の表面においてＭをゼロに設定するための
校正定数である。
第７図は走行方向の高度差すなわち傾斜を右側
プロフイル信号WFRに加算するためのブロツク
図である。同一の手順がWFLについておこなわ
れる。また、高度差Ｍは、高域波器と低域波
器の組合わせ波器６０にて、WFRの高域波
と相補の関係にある低域波にかけられる。第８
図は第７図に対応するソフトウエアのフローチヤ
ートである。この結果を達成するためにBASIC
で書かれたプログラムは前述のものと同一である
がＪに代わりＭを用いている。
もちろん、本発明の好適実施例は増分傾斜Ｍと
絶対高度差Ｊの双方を計算し、これら双方を左後
輪のプロフイルWFLに加算することが理解され
よう。下記のプログラムはこの結果を達成するた
めの前に開示したプログラムに対する改変例であ
り、プログラムの残りは前に開示した通りであ
る。
275 ？ READ ELEVATION AND
GRADE DIFFERENCES （Ｊ and Ｍ） 320 Ｈ＝Ｈ＋W1＊T1＊Ｓ＋（Ｊ＋Ｍ）＊
T1＊Ｓ 330 Ｆ＝Ｆ＋W1＊T1＊Ｓ＋（Ｊ＋Ｍ）＊
T2＊Ｓ 340 Ｄ＝Ｄ＋W1＊T1＊Ｓ＋（Ｊ＋Ｍ）＊
T3＊Ｓ 第９Ａ図と第９Ｂ図は本発明の傾斜測定の動作
を説明する。第９Ａ図において、後輪２１Ｒへの
傾斜変化のステツプ入力は、始めにプロフイル
WFRにこのステツプ入力に対応する変化を生じ、
この変化はその後時間及び／若しくは距離と共に
減衰してゼロになる。しかしながら、これに第９
Ｂ図の低域波をおこなつた信号Ｍを加算するこ
とにより、後輪プロフイルWFRの増分値は安定
となる。
本発明は空間領域の動作に関連して述べたが、
このことは米国特許第4422322号に述べた理由で
好ましいとされるものであり、傾斜及び／若しく
は横断勾配の測定はまた、米国特許第3266302号
とGMR文献明細書等始めに記載した開示装置が
動作する時間領域でも直ちに実施できるのであ
る。横断勾配を測定することは、使用しようとす
る横断方向の絶対参照値を、道路表面までの距離
（Ｗ−Ｙ）を測定するための多数の距離測定装置
により発生するものであり、この絶対参照値を使
用して横断方向の粗さ、わだちの跡および地勢の
測定値を取出す。道路表面のわだち跡と横方向の
地勢の測定値は道路保守と道路安全確認手順にと
つて重要な入力を与えるものである。道路表面の
わだち跡と地勢の測定値は舗装道路の保守費用を
正確に計算するための情報を与える。道路表面の
わだち跡と地勢の測定値を道路表面傾斜と組合わ
せると、測定した道路表面地勢の排水能力を見積
もるために必要な情報を提供する。道路面の排水
を妨げる道路表面地勢は、水が水溜りに溜りがち
であるので危険となり、車両が制御動作中にハイ
ドロプレーン状態を生じる。道路表面の横断勾配
の測定はまた高速道路技師に道路表面の横方向傾
きに関する情報を提供するもので、このことは、
道路のカーブになつている部分におけるバンキン
グ（banking外側を高く内側を低くした傾斜）を
正確に知ることができる。本開示の道路傾斜測定
手段は道路の舗装地勢の測定、道路の幾何学的形
状および総合的な道路測量等に応用される。舗装
傾斜情報と舗装道路の横方向地勢を組合わせて、
その舗装面の排水能力を計算することができる。
舗装傾斜情報はまた、舗装横断勾配情報と組合わ
せて舗装面の形状を計算でき、その舗装面形状が
所望の基準に適合するかどうか決定できる。舗装
傾斜、横断勾配、曲率及び水準基票
（benchmark）データを組合わせて大規模な舗装
道路の調査に際し、全体的な形状を文書化するこ
とができる。横断勾配測定と傾斜とを用いて、道
路プロフイルは簡単な幾何学的関数を応用して地
球の中心を通る線に関係づけられる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の一実施例によるプ
ロフイル計を装備した測定車のブロツク線図であ
るり、第３図は第１図及び２図にブロツク線図の
形で示した道路プロフイル計算機のデジタル型実
施例の機能を示すブロツク線図であり、第４図は
第１図及び第２図に示す道路プロフイル計算機の
デジタル型実施例の計算機プログラムのフローチ
ヤートであり、第５Ａ−５Ｄ図は第１−３図に示
す実施例の動作を説明するための概略図であり、
第６図は本発明の第２の実施例のブロツク線図で
あり、第７図は第６図の道路プロフイル計算機の
デジタル型実施例の機能を示すブロツク線図であ
り、第８図は第６図の道路プロフイル計算機のプ
ログラムのフローチヤートであり、第９Ａ−９Ｂ
図は第６−８図の実施例の動作を説明するための
概略図である。 １０……測定車、１２……プロフイル計、１４
……基準の平面、１６Ｌ，１６Ｒ，１６Ｆ……変
換器、２０Ｌ，２０Ｒ，２０Ｆ……加速度計、２
１Ｌ……左後輪、２１Ｒ……右後輪、２１Ｆ……
前輪、２２……道路プロフイル計算機、２４……
データ記憶装置、２６……変換器、２８……横断
加速度計、３０……揺れ率変換器、４０……波
器回路、５４……走行方向加速度計、Ｊ……絶対
高度差（道路表面勾配）、Ｍ……増分傾斜（道路
表面勾配）、Ｙ¨……加速度、Ｔ¨……総合加速度、
WF，WFL，WFR……道路プロフイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 道路表面１８の上を推進されるようになつて
    いる懸吊した質量を有する測定車１０を設けるス
    テツプと、該測定車１０が道路表面１８の上を推
    進されるときこの懸吊した質量から道路表面まで
    の距離（Ｗ−Ｙ）を測定するステツプと、該測定
    車１０が道路表面１８の上を推進されるとき該懸
    吊した質量の道路の表面に対して垂直の加速度Ｙ¨
    を決定するステツプと、該距離と該加速度との組
    合わせ関数として道路表面プロフイル（WF）を
    決定するステツプとを含む道路表面プロフイル測
    定方法にして、該方法は更に、 道路表面の勾配の方向における該測定車の総合
    加速度（Ｔ¨もしくはＬ¨）を測定することにより、
    道路表面の該勾配を測定するステツプと、 該測定車の動きに起因する、該勾配の方向にお
    ける運動加速度（ｗ若しくはdV／dt）を測定す
    るステツプと、 該総合加速度と該運動加速度との差の関数とし
    て道路表面勾配（Ｊ若しくはＭ）を決定するステ
    ツプとを含むことを特徴とする該道路表面プロフ
    イル測定方法。 ２ 道路表面プロフイルを決定する該ステツプは
    該質量の道路表面に垂直の加速度を表す信号Ｙ¨を
    高域波にかけるステツプを含み、道路表面勾配
    を決定する該ステツプは、該差（Ｊ若しくはＭ）
    を表す信号を該高域波と相補である低域波に
    かけるステツプを含むことを特徴とする前記特許
    請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 該測定車１０が道路表面を推進されるとき該
    測定車１０上の２つの離隔した位置の各々にて、
    懸吊した質量から道路表面１８までの距離（（Ｗ
    −Ｙ）Ｌと（Ｗ−Ｙ）Ｒ、若しくは（Ｗ−Ｙ）Ｆ
    と（Ｗ−Ｙ）Ｒ）を測定するステツプと、 該測定車が道路表面を推進されるとき、該測定
    車１０上の２つの離隔した該位置の各々にて、懸
    吊した質量の該道路表面に垂直の加速度（Ｙ¨Ｌと
    Ｙ¨Ｒ若しくはＹ¨ＦとＹ¨Ｒ）を決定するステツプ
    と、 該距離（（Ｗ−Ｙ）Ｌと（Ｗ−Ｙ）Ｒ、若しく
    は（Ｗ−Ｙ）Ｆと（Ｗ−Ｙ）Ｒ）と該加速度（Ｙ¨
    ＬとＹ¨Ｒ若しくはＹ¨ＦとＹ¨Ｒ）の各関数として該
    各位置における道路表面プロフイル（WFRと
    WFL若しくはWFFとWFR）を決定するステツ
    プと、 専ら重力に起因する該勾配の方向における該測
    定車の加速度を、該総合加速度（Ｔ¨若しくはＬ¨）
    と該運動加速度（ｗ若しくはdV／dt）との間の
    差の関数として決定することにより該道路表面プ
    ロフイル間の道路表面の勾配を測定するステツプ
    と、該総合加速度と該運動加速度との差の関数と
    して該道路表面プロフイル間の該道路表面勾配
    （Ｊ若しくはＭ）を決定するステツプとを含む前
    記特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方
    法。 ４ 該道路表面プロフイルの勾配を決定する該ス
    テツプは、該道路表面プロフイルの高度差を該測
    定車上の該位置間の距離と該加速度との差の関数
    として決定するステツプを含むことを特徴とする
    前記特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 該高度差を該道路表面プロフイルの１つと組
    合わせることにより該勾配を記憶するステツプを
    更に含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第
    ４項記載の方法。 ６ 測定しようとする道路表面１８の上を推進さ
    れるようになつていて且つ懸吊した質量を有する
    測定車１０と、道路表面を走行する測定車の走行
    方向に対して該測定車上の離隔した位置に配置さ
    れ、各該位置における道路表面に垂直な加速度と
    道路表面までの距離との各組合わせ関数として道
    路表面プロフイルを決定するプロフイル決定装置
    （１６Ｌ，２０Ｌ，１６Ｒ，２０Ｒ、若しくは２
    ０Ｒ，１６Ｆ，２０Ｆ）と、該道路表面プロフイ
    ル間の該道路表面の勾配を測定する勾配測定装置
    （２２，２４，２６，２８，３０、若しくは２２，
    ２４，５４）とを含む道路表面プロフイル測定装
    置にして該道路表面に平行で測定車の該位置間に
    延びる方向で該測定車にかかる総合加速度（Ｔ¨若
    しくはＬ¨）を測定するための装置（２８若しくは
    ５４）と、 該道路表面上の該測定車の動きに起因し、測定
    車の該位置間を延びる方向で該測定車にかかる運
    動加速度（ｗ若しくはdV／dt）を測定するため
    の装置（３０若しくは２２）と、 該総合加速度と該運動加速度との間の差の関数
    として、該道路表面プロフイル間の該道路表面勾
    配（Ｊ若しくはＭ）を決定するための装置２２を
    含むことを特徴とする該道路表面プロフイル測定
    装置。 ７ 該勾配測定装置（２２，２４，２６，２８，
    ３０若しくは２２，２４，５４）は、該加速度差
    と該道路表面に平行に測定された測定車の該位置
    間の距離（ＴもしくはＳ）との関数として、該道
    路表面プロフイル間の高度の絶対差を測定するた
    めの装置２２を更に含むことを特徴とする前記特
    許請求の範囲第６項記載の該道路表面プロフイル
    測定装置。 ８ 該道路表面プロフイル決定装置（１６Ｌ，２
    ０Ｌ，１６Ｒ，２０Ｒ，若しくは２０Ｒ，１６
    Ｆ，２０Ｆ）は測定車の走行方向に対して横方向
    に離隔した各位置に配置され、該勾配測定装置は
    該道路表面プロフイル間の道路表面の横断勾配
    （Ｊ）を測定することを特徴とする前記特許請求
    の範囲第７項記載の該道路表面プロフイル測定装
    置。 ９ 該総合加速度Ｔ¨を測定するための横断加速度
    計２８と、該走行方向に対して横方向の傾きの角
    速度（Ｗ）を測定するための揺れ率変換器３０
    と、揺れ率（Ｗ）に測定車の速度を乗じた関数と
    して該運動加速度を決定するための装置２２とを
    含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第８項
    記載の該道路表面プロフイル測定装置。 １０ 該道路表面プロフイル決定装置は、測定車
    の走行方向に離隔する各位置に配置され、該勾配
    測定装置は該道路表面プロフイル間の道路表面の
    傾斜（Ｍ）を測定することを特徴とする前記特許
    請求の範囲第７項記載の該道路表面プロフイル測
    定装置。 １１ 該総合加速度（Ｌ）を測定するための走行
    方向加速度計５４と、該運動加速度（dV／dt）
    を該測定車の走行方向の速度（Ｖ）の関数として
    決定するための装置２２とを含むことを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第１０項記載の方法。
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