[发明专利]路面纵断面推断装置、路面纵断面推断系统、路面纵断面推断方法及路面纵断面推断程序

说明书

提供能够使用一般用途的车辆高精度地推断包括一般道路在内的任意路面的纵断面的路面纵断面推断装置等。路面纵断面推断装置10具备：获取部11，获取垂直方向的加速度和关于俯仰轴的角速度；第一计算部12，计算垂直方向的位移，并计算关于俯仰轴的角度位移；预测部13，基于仿真模型预测车辆的状态变量的时间演化；第二计算部14，基于观测模型，根据状态变量计算加速度、角速度、位移及角度位移；更新部15，通过由获取部11获取到的加速度和角速度以及由第一计算部12计算出的位移和角度位移与由第二计算部14计算出的加速度、角速度、位移及角度位移的数据同化，对状态变量进行更新；以及推断部17，基于状态变量，推断路面的纵断面。

技术领域

本发明涉及路面纵断面推断装置、路面纵断面推断系统，路面纵断面推断方法及路面纵断面推断程序。

背景技术

在现有技术中，为了评价路面的纵剖面形状(以下称为路面的纵断面)，存在测量路面的凹凸，例如计算IRI(International Roughness Index：国际平整度指数)等指数的情况。与路面纵断面相关的信息有时会用于判断路面是否需要修补、或者评价车辆行驶时的舒适度。

特开2017-040486号公报中记载了一种如下所述的测量装置：基于安装在自行车上的速度传感器、加速度传感器、角速度传感器所计量的数据，求出自行车的行驶距离及铅直方向位移，使行驶距离和基于加速度的铅直方向位移彼此建立关联、或者将基于加速度的铅直方向位移和基于角速度的铅直方向位移组合并与行驶距离建立关联，从而求出自行车道的路面纵断面。

发明内容

发明要解决的技术问题

有时会通过具备高精度的激光测距仪的专用车来推断路面纵断面。但是，推断路面纵断面的专用车价格昂贵，并且可以使用的企业有限。另外，推断路面纵断面的专用车有时是以推断高速公路的路面纵断面为前提而设计的，存在未必适合于推断一般道路的路面纵断面的情况。

另一方面，也存在将简易的传感器安装在一般用途的车辆上来推断路面纵断面的情况，但是，有时无法获得足够的精度。

于是，本发明提供能够使用一般用途的车辆来高精度地推断包括一般道路在内的任意路面的纵断面的路面纵断面推断装置、路面纵断面推断系统、路面纵断面推断方法及路面纵断面推断程序。

用于解决技术问题的方案

本发明的一方面所涉及的路面纵断面推断装置具备：获取部，获取相对于车辆着地的路面垂直的垂直方向的加速度和关于俯仰轴的角速度；第一计算部，对加速度进行积分来计算垂直方向的位移，并对角速度进行积分来计算关于俯仰轴的角度位移；预测部，基于仿真模型，预测状态变量的时间演化，状态变量包括表示车辆行驶的路面的凹凸的变量、表示车辆的上下运动的变量以及表示车辆的关于俯仰轴的旋转运动的变量；第二计算部，基于观测模型，根据由预测部预测出的状态变量，计算加速度、角速度、位移及角度位移；更新部，通过由获取部获取到的加速度和角速度以及由第一计算部计算出的位移和角度位移与由第二计算部计算出的加速度、角速度、位移及角度位移的数据同化，对状态变量进行更新；以及推断部，基于状态变量中包括的表示路面的凹凸的变量，推断路面的纵断面。

根据该方面，不仅将相对于车辆着地的路面垂直的垂直方向的加速度和关于俯仰轴的角速度，而且将垂直方向的位移和关于俯仰轴的角度位移用于数据同化，从而可以实现高稳定性的解析，可以使用一般用途的车辆高精度地推断包括一般道路在内的任意路面的纵断面。

在上述方面中，也可以是，还具备平滑部，基于在由预测部进行预测的时间点之后由获取部获取到的加速度和角速度以及由第一计算部计算出的位移和角度位移，对状态变量进行平滑化。

根据该方面，不仅将车辆的垂直方向的加速度和关于俯仰轴的角速度，而且将垂直方向的位移和关于俯仰轴的角度位移用于数据的平滑化，从而可以更高精度地推断路面的纵断面。