路面狀況測定系統(tǒng)以及路面狀況測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)路面狀況進(jìn)行測定的路面狀況測定。
【背景技術(shù)】
[0002]路面狀況測定系統(tǒng)是定期測定路面的凹凸變形(以下，稱為路面輪廓)，并可視化路面輪廓的系統(tǒng)。路面狀況測定系統(tǒng)的利用者例如是道路管理者。道路管理者預(yù)覽特定道路的路面輪廓，掌握路面輪廓的狀態(tài)。然后，道路管理者根據(jù)路面輪廓等，判斷是否需要進(jìn)行路面維護(hù)。
[0003]作為路面輪廓的測定方法，已知的主要有兩種方法。作為第一個(gè)測定方法，有利用搭載了高價(jià)激光輪廓儀的路面狀況測定車進(jìn)行行駛，測定車輛行駛位置的路面輪廓的方法。另外，使用車輛中搭載的高價(jià)的高精度GPS設(shè)備(例如，RTK-GPS)，以數(shù)cm的精度測定車輛的行駛位置。
[0004]使用激光輪廓儀的路面輪廓測定方法的問題是因測定成本較高，因此測定頻度變少。在該方法中，例如幾年才測定一次路面輪廓，因此難以以月為單位掌握路面狀態(tài)。
[0005]作為第二個(gè)路面輪廓測定方法，有利用搭載了廉價(jià)的加速度傳感器的車進(jìn)行行駛，根據(jù)車輛行駛位置中的車輛的振動(dòng)來測定路面輪廓的方法。使用廉價(jià)的GPS設(shè)備以幾十m的精度來測定車輛行駛位置。使用了加速度傳感器的路面輪廓測定方法使用廉價(jià)的加速度傳感器和GPS設(shè)備，因此能夠降低測定成本。
[0006]然而，使用廉價(jià)GPS設(shè)備的車輛行駛位置的測定精度為幾十m，且難以確定行駛車道。此外，難以確定針對(duì)車輛的前進(jìn)方向的準(zhǔn)確的車輛行駛位置。
[0007]作為確定車輛位置的技術(shù)有日本特開2003-57051號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中記載了 “提供一種獲得比能夠由GPS接收裝置取得的位置信息更準(zhǔn)確的位置信息的導(dǎo)航裝置以及該裝置中的車輛行駛位置的判定方法。具備將道路面的凹凸信息與地圖信息相關(guān)聯(lián)起來存儲(chǔ)的凹凸信息存儲(chǔ)部(15)、檢測道路面的凹凸的凹凸檢測部(19)以及根據(jù)這些信息計(jì)算道路上的車輛位置的位置判定部22，此外，位置檢測判定單元(13)從存儲(chǔ)了道路面的凹凸信息的凹凸信息存儲(chǔ)部(15)中讀取凹凸信息，并且，從車輛行駛距離計(jì)算部(17)接收距離信息，并接收來自位置判定部(22)的信息。然后，根據(jù)接收到的全部信息來判定車輛行駛的道路和行駛位置”(參照摘要)。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-57051號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)，預(yù)先存儲(chǔ)與路面上的接合部等凹凸相對(duì)應(yīng)的位置，通過比較存儲(chǔ)的凹凸與從行駛車輛的鉛垂加速度檢測出的凹凸，來確定車輛位置。因此，在一個(gè)接合部跨越第一車道和第二車道的情況下，車輛行駛過第一車道的情況下的凹凸與該接合部的凹凸一致，車輛行駛過第二車道的情況下的凹凸也與該接合部的凹凸一致，行駛過第一車道的車輛位置和行駛過第二車道的車輛位置確定為該接合部的位置，而無法確定車輛位置是第一車道還是第二車道。
[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供一種使用加速度數(shù)據(jù)來計(jì)算路面輪廓的情況下，提高車輛位置的確定精度的路面狀況測定系統(tǒng)。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]若要表示本發(fā)明的代表性一例，則為一種路面狀況測定系統(tǒng)，其特征在于，具備:測定部，其取得車輛行駛中的位置數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)；以及路面狀況測定部，其從所述測定部取得所述位置數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述位置數(shù)據(jù)和所述加速度數(shù)據(jù)來測定路面狀況，所述路面狀況測定部具有:計(jì)算部，其根據(jù)所述取得的位置數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)，計(jì)算用于表示所述車輛行駛過的區(qū)間的所述路面狀況的路面指標(biāo)；事先測定路面指標(biāo)存儲(chǔ)部，與所述各車道對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)多個(gè)車道的過去測定的區(qū)間路面指標(biāo)即各個(gè)事先測定路面指標(biāo)；以及車道推定部，其比較由所述計(jì)算部計(jì)算出的路面指標(biāo)與該路面指標(biāo)的區(qū)間所對(duì)應(yīng)的區(qū)間事先測定路面指標(biāo)，并將與由所述計(jì)算部計(jì)算出的路面指標(biāo)相似的事先測定路面指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的車道確定為所述車輛行駛過的車道。
[0013]簡單說明通過本申請(qǐng)中公開的發(fā)明中的代表性發(fā)明而得到的效果如以下所示。即，能夠提供一種在使用加速度數(shù)據(jù)來計(jì)算路面輪廓的情況下，提高車輛位置的確定精度的路面狀況測定系統(tǒng)。
[0014]通過對(duì)以下的實(shí)施方式進(jìn)行說明，從而使上述以外的問題、結(jié)構(gòu)以及效果更加明確。
【附圖說明】
[0015]圖1是實(shí)施例1的路面狀況測定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是實(shí)施例1的路面狀況測定系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是基于實(shí)施例1的車道推定部的車道推定處理的說明圖。
[0018]圖4是實(shí)施例1的路面狀況測定系統(tǒng)的整體處理的流程圖。
[0019]圖5是實(shí)施例1的事先測定路面輪廓DB的更新處理的流程圖。
[0020]圖6是實(shí)施例2的路面狀況測定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖7是通過實(shí)施例2的誤差修正部執(zhí)行的車道推定處理的說明圖。
[0022]圖8是通過實(shí)施例2的誤差修正部執(zhí)行的車道推定處理的流程圖。
[0023]圖9是實(shí)施例3的路面狀況測定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖10是實(shí)施例3的事先測定路面輪廓DB的更新定時(shí)的說明圖。
[0025]圖11是基于實(shí)施例4的車道推定部的車道推定處理的說明圖。
[0026]圖12是實(shí)施例5的測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖13是實(shí)施例6的計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖14是實(shí)施例6的登錄在保留DB中的路面輪廓與高精度路面輪廓之間的相似度的說明圖。
[0029]符號(hào)說明
[0030]10 振動(dòng)數(shù)據(jù)
[0031]20 位置數(shù)據(jù)
[0032]21 車道變更有無數(shù)據(jù)
[0033]30路面輪廓
[0034]41第一車道路面輪廓
[0035]42第二車道路面輪廓
[0036]50車道數(shù)據(jù)
[0037]60高精度路面輪廓
[0038]100車輛
[0039]200測定裝置
[0040]201控制部
[0041]202加速度傳感器
[0042]203GPS 設(shè)備
[0043]204存儲(chǔ)器
[0044]205數(shù)據(jù)通信部
[0045]206車道變更推定部
[0046]300數(shù)據(jù)中心
[0047]400計(jì)算機(jī)
[0048]401數(shù)據(jù)通信部
[0049]402路面輪廓推定部
[0050]403檢索部
[0051]404事先測定路面輪廓DB
[0052]405車道推定部
[0053]406數(shù)據(jù)更新部
[0054]407保留 DB
[0055]408誤差修正部
[0056]409高精度路面輪廓DB
[0057]410事先測定路面輪廓生成部
[0058]1000路面狀況測定系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
[0059][實(shí)施例1]
[0060]使用圖1?圖5來說明實(shí)施例1。
[0061]圖1是實(shí)施例1的路面狀況測定系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)圖。路面狀況測定系統(tǒng)1000具有:設(shè)置在車輛100中的測定裝置200和設(shè)置在數(shù)據(jù)中心300中的計(jì)算機(jī)400。測定裝置200取得包含車輛100的加速度數(shù)據(jù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和表示車輛100的位置的位置數(shù)據(jù)20。
[0062]計(jì)算機(jī)400從測定裝置200取得振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20，并根據(jù)取得的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20來計(jì)算用于表示車輛100行駛過的路面狀況的路面輪廓(profile) 30 (路面指標(biāo))。然后，計(jì)算機(jī)400比較計(jì)算出的路面輪廓30與事先測定路面輪廓40，來確定車輛100行駛過的車道。
[0063]此外，也可以將測定裝置200和計(jì)算機(jī)400安裝在一個(gè)殼體中。假定將測定裝置200和計(jì)算機(jī)400安裝在一個(gè)殼體中的情況，在要求權(quán)利保護(hù)的范圍內(nèi)，將測定裝置200記載為測定部，將計(jì)算機(jī)400記載為路面狀況測定部。此外，假定將測定裝置200和計(jì)算機(jī)400安裝在一個(gè)殼體內(nèi)的情況下，將該殼體配置在車輛100中。
[0064]首先，說明測定裝置200的細(xì)節(jié)。測定裝置200具有:控制部201、加速度傳感器202、GPS設(shè)備203、存儲(chǔ)器204以及數(shù)據(jù)通信部205。
[0065]控制部201是對(duì)測定裝置200進(jìn)行控制的處理器。加速度傳感器202對(duì)測定裝置200的三維加速度進(jìn)行測定。測定裝置200被設(shè)置在車輛100中，因此加速度傳感器202測定車輛100的加速度。GPS設(shè)備203測定包含測定裝置200的經(jīng)度和瑋度的位置。測定裝置200被設(shè)置在車輛100中，因此GPS設(shè)備203測定車輛100的位置。
[0066]控制部201取得加速度傳感器202測定出的加速度作為振動(dòng)數(shù)據(jù)10，并將取得的振動(dòng)數(shù)據(jù)10存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器204中。此外，控制部201取得GPS設(shè)備203測定出的位置作為位置數(shù)據(jù)20，并將取得的位置數(shù)據(jù)20存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器204中。
[0067]此外，一般的位置數(shù)據(jù)20所表示的位置從本來的位置存在約10米程度的誤差。在本實(shí)施例中，為了便于說明，設(shè)在位置數(shù)據(jù)20所表示的位置中的車輛100前進(jìn)方向的位置中不存在誤差，并設(shè)針對(duì)車輛100的前進(jìn)方向在橫向的位置中存在數(shù)10m程度的誤差。因此，在多個(gè)車道接近的情況下，計(jì)算機(jī)400僅根據(jù)位置數(shù)據(jù)20無法確定車輛100行駛過的車道是哪個(gè)車道。
[0068]數(shù)據(jù)通信部205將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器204中的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20發(fā)送到計(jì)算機(jī)400的數(shù)據(jù)通信部401。作為測定裝置200的例子，存在具備加速度傳感器202和GPS設(shè)備203的便攜終端(例如，智能手機(jī)等)。這種情況下，測定裝置200可以將振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20通過無線發(fā)送到計(jì)算機(jī)400，也可以將振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)介質(zhì)中后，計(jì)算機(jī)400讀取存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)介質(zhì)中的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20。
[0069]接著，說明計(jì)算機(jī)400。
[0070]計(jì)算機(jī)400具有數(shù)據(jù)通信部401、路面輪廓推定部(計(jì)算部)402、檢索部403、事先測定路面輪廓DB(數(shù)據(jù)庫)(事先測定路面指標(biāo)存儲(chǔ)部)404、車道推定部405、數(shù)據(jù)更新部406以及保留DB (數(shù)據(jù)庫)407。
[0071]數(shù)據(jù)通信部401取得通過測定裝置200取得的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20，將取得的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20輸入到路面輪廓推定部402，并將取得的位置數(shù)據(jù)20輸入到檢索部403。
[0072]路面輪廓推定部402根據(jù)輸入的振動(dòng)數(shù)據(jù)10和位置數(shù)據(jù)20來計(jì)算用于表示車輛100行駛過的路面狀況的路面輪廓30，并將計(jì)算出的路面輪廓30輸入到車道推定部405。在本實(shí)施例中，作為路面輪廓30，可以使用用于評(píng)價(jià)路面的平坦性的國際指標(biāo)即IRI (國際糙度指標(biāo))，也可以