JP7571526B2 - Axle load measurement device, axle load sensor deterioration estimation method, and axle load sensor deterioration estimation program - Google Patents
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Description
この発明は、走行している車両の軸重を計測する軸重センサの劣化を推定する技術に関する。 This invention relates to a technology for estimating the deterioration of an axle load sensor that measures the axle load of a moving vehicle.
従来、道路を走行している車両の重量を計測する装置があった。この装置は、車両の走行方向に並べて道路に埋設した複数(2つ以上)の軸重センサの計測信号を処理して、走行している車両の重量を計測するものである(特許文献1、2等参照)。軸重センサは、車両の車軸毎に、その車軸に取り付けられている車輪が通過するときの垂直力(軸重)の計測に用いるセンサである。
Conventionally, there has been a device that measures the weight of a vehicle traveling on a road. This device processes the measurement signals of multiple (two or more) axle load sensors that are lined up in the direction of vehicle travel and buried in the road to measure the weight of the traveling vehicle (see
軸重は、車両の走行方向に並べて埋設された複数の軸重センサの計測信号を処理して算出される。例えば、車軸毎に、その車軸について複数の軸重センサで計測された軸重の平均値を、当該車軸の軸重として算出する。また、車両について算出した各車軸の軸重の総和(合計)を、その車両の重量として算出する。 The axle load is calculated by processing the measurement signals of multiple axle load sensors buried and aligned in the direction of vehicle travel. For example, for each axle, the average value of the axle loads measured by multiple axle load sensors is calculated as the axle load of that axle. In addition, the sum (total) of the axle loads calculated for the vehicle is calculated as the vehicle weight.
また、特許文献1、2では、軸重センサ間で計測信号を比較することによって、計測精度が適正でない軸重センサ(計測精度が劣化した軸重センサ)の検出を行っている。
In addition, in
しかしながら、特許文献1、2に記載された構成は、軸重センサ間で計測信号を比較することによって、計測精度が劣化した軸重センサを検出している。このため、軸重センサ間において、計測精度の劣化が同程度であると、計測精度が劣化した軸重センサを検出できないことがある。
However, the configurations described in
この発明の目的は、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサを検出できる技術を提供することにある。 The objective of this invention is to provide technology that can detect an axle load sensor whose measurement accuracy has deteriorated without being affected by the degree of deterioration in the measurement accuracy of other axle load sensors.
この発明の軸重計測装置は、上記目的を達成するため以下に示すように構成している。 The axle load measuring device of this invention is configured as follows to achieve the above objective.
軸重センサ接続部には、車両の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサの計測信号が入力される。軸重算出部は、複数の軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する。また、劣化推定部は、軸重センサ毎に、入力された計測信号の波形によって劣化を推定する。 The axle load sensor connection unit receives measurement signals from multiple axle load sensors arranged in a row in the vehicle's travel direction. The axle load calculation unit calculates the axle load based on the measurement signals input from the multiple axle load sensors. The deterioration estimation unit estimates deterioration for each axle load sensor based on the waveform of the input measurement signal.
この構成では、軸重センサの劣化の推定が、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって行われる。すなわち、軸重センサの劣化の推定が、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく行える。言い換えれば、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサを検出できる。 In this configuration, the deterioration of an axle load sensor is estimated based on the waveform of the measurement signal input from that axle load sensor. In other words, the deterioration of an axle load sensor can be estimated without being affected by the degree of deterioration in the measurement accuracy of other axle load sensors. In other words, an axle load sensor with degraded measurement accuracy can be detected without being affected by the degree of deterioration in the measurement accuracy of other axle load sensors.
例えば、劣化推定部は、軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定する。軸重センサの通過時における車輪の回転速度(車輪の通過速度)は、略一定である。このため、計測精度が適正である軸重センサであれば、車輪の通過時における計測信号の波形は、ピークに達したタイミング(基準タイミング)の前後で略対称な形状になる。したがって、劣化推定部は、基準タイミングに達するまでの計測信号の対称波形(基準タイミングを軸にして反転させた波形)と、基準タイミングに達した後の計測信号の波形と、の類似度を算出し、その類似度の大きさによって、計測精度の劣化の程度を推定してもよい。 For example, the deterioration estimation unit may use the timing when the measurement signal of the axle load sensor reaches its peak as the reference timing, and estimate the deterioration by comparing the waveform of the measurement signal before and after this reference timing. The rotational speed of the wheel when passing by the axle load sensor (the passing speed of the wheel) is approximately constant. For this reason, if the axle load sensor has appropriate measurement accuracy, the waveform of the measurement signal when the wheel passes will be approximately symmetrical before and after the timing when it reaches its peak (reference timing). Therefore, the deterioration estimation unit may calculate the similarity between the symmetric waveform of the measurement signal until the reference timing is reached (waveform inverted around the reference timing) and the waveform of the measurement signal after the reference timing is reached, and estimate the degree of deterioration of the measurement accuracy based on the magnitude of this similarity.
なお、劣化推定部は、基準タイミングに達するまでの計測信号の波形と、基準タイミングに達した後の計測信号の対称波形と、の類似度を算出し、その類似度の大きさによって、計測精度の劣化の程度を推定してもよい。 The degradation estimation unit may calculate the similarity between the waveform of the measurement signal before the reference timing is reached and the symmetric waveform of the measurement signal after the reference timing is reached, and estimate the degree of degradation of the measurement accuracy based on the magnitude of the similarity.
また、例えば、劣化推定部は、基準タイミングの後における軸重センサの計測信号の下限値が、下限閾値以下であるかどうかによっても劣化を推定する構成にしてもよい。 For example, the deterioration estimation unit may also be configured to estimate deterioration based on whether the lower limit value of the measurement signal of the axle load sensor after the reference timing is equal to or lower than the lower limit threshold.
また、例えば、劣化推定部は、基準タイミングの前における軸重センサの計測信号の波形に変曲点があるかどうかによっても劣化を推定する構成にしてもよい。 For example, the deterioration estimation unit may also be configured to estimate deterioration based on whether or not there is an inflection point in the waveform of the measurement signal of the axle load sensor before the reference timing.
また、例えば、劣化推定部は、基準タイミングの後における軸重センサの計測信号の振動波形の振幅の大きさによっても劣化を推定する構成にしてもよい。 For example, the deterioration estimation unit may also be configured to estimate deterioration based on the magnitude of the amplitude of the vibration waveform of the measurement signal of the axle load sensor after the reference timing.
さらに、劣化推定部は、一定期間にわたって車両が通過しておらず、軸重センサの計測信号が安定しているときにおける、計測信号が示す計測値の大きさが、適正範囲内であるかどうかによっても劣化を推定する構成にしてもよい。 Furthermore, the deterioration estimation unit may be configured to estimate deterioration based on whether the magnitude of the measurement value indicated by the measurement signal when no vehicle has passed for a certain period of time and the measurement signal of the axle load sensor is stable is within an appropriate range.
この発明によれば、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサを検出できる。 This invention makes it possible to detect axle load sensors whose measurement accuracy has deteriorated without being affected by the degree of deterioration in the measurement accuracy of other axle load sensors.
以下、この発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the invention.
<1.適用例>
図1は、この例にかかる軸重計測装置を適用した、車両重量計測システムを示す概略図である。図1に示す車両重量計測システムは、軸重計測装置1と、3つの軸重センサ2~4と、2つの車両検知センサ6、7とを備えている。軸重センサ2~4、および車両検知センサ6、7は、軸重計測装置1に接続されている。
<1. Application examples>
Fig. 1 is a schematic diagram showing a vehicle weight measurement system to which an axle load measurement device according to this embodiment is applied. The vehicle weight measurement system shown in Fig. 1 includes an axle
この例では、図1に示すように、車両検知センサ6、軸重センサ2、軸重センサ3、軸重センサ4、および車両検知センサ7を、この順番に車両100の走行方向に並べて道路に配置(埋設)している。車両100の軸重を計測する計測区間は、車両検知センサ6から車両検知センサ7に至る区間である。車両検知センサ6は、計測区間に進入する車両100を検出する。車両検知センサ7は、計測区間から退出する車両100を検出する。
In this example, as shown in FIG. 1, vehicle detection sensor 6,
この例では、軸重センサ2は、一対の輪重センサ2R、2Lを、道路を走行する車両100の車幅方向に並べたものである。同様に、軸重センサ3は、一対の輪重センサ3R、3Lを、道路を走行する車両100の車幅方向に並べたものであり、軸重センサ4は、一対の輪重センサ4R、4Lを、道路を走行する車両100の車幅方向に並べたものである。輪重センサ2R~4Rは、計測区間を走行する車両100の右側の車輪が通過する位置に埋設されている。また、輪重センサ2L~4Lは、計測区間を走行する車両100の左側の車輪が通過する位置に埋設されている。
In this example, the
輪重センサ2R~4R、2L~4Lは、例えば圧電センサであり、車輪の通過時の押圧力に応じた計測信号を軸重計測装置1に出力する。車両検知センサ6、7は、例えばループコイルセンサであり、インダクタンスの変化を車両検知信号(車両100の有無を示す信号)として軸重計測装置1に出力する。
The
なお、車両検知センサ6、7は、道路に埋設しない、光学式センサ、電波式センサであってもよい。また、軸重センサ2~4は、一対の輪重センサ2R~4R、2L~4Lを一体化したものであってもよい(軸重センサ2~4は、輪重を計測せずに、軸重を計測する構成であってもよい。)。
The
輪重センサ2R~4Rは、計測区間を走行した車両100の車軸毎に、右側の車輪の輪重を計測した計測信号を軸重計測装置1に出力する。また、輪重センサ2L~4Lは、計測区間を走行した車両100の車軸毎に、左側の車輪の輪重を計測した計測信号を軸重計測装置1に出力する。すなわち、軸重計測装置1には、計測区間を走行した車両100の車軸毎に、右側の車輪について、輪重センサ2Rによる輪重の計測信号、輪重センサ3Rによる輪重の計測信号、および輪重センサ4Rによる輪重の計測信号が入力される。また、軸重計測装置1には、計測区間を走行した車両100の車軸毎に、左側の車輪について、輪重センサ2Lによる輪重の計測信号、輪重センサ3Lによる輪重の計測信号、および輪重センサ4Lによる輪重の計測信号が入力される。
The
車両100の走行方向における、軸重センサ2と軸重センサ3との距離L1と、軸重センサ3と軸重センサ4との距離L2と、は異なる長さである。走行している車両100は、路面の凹凸、速度、タイヤの空気圧等、様々な要因が複雑に影響しあって振動している。隣接する軸重センサ2と軸重センサ3との距離L1、および隣接する軸重センサ3と軸重センサ4との距離L2の両方が、車両100の振動波長の整数倍に近似すると、軸重の計測誤差が大きくなることがある。このため、この例では、隣接する軸重センサ2と軸重センサ3との距離L1、または隣接する軸重センサ3と軸重センサ4との距離L2の一方が車両100の振動波長の整数倍に近似しても、他方が車両100の振動波長の整数倍に近似しないように、距離L1と、距離L2とを異なる長さにしている。
In the traveling direction of the
この例の軸重計測装置1は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、入力された計測信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングして取得した計測値を蓄積的に記憶する。サンプリング周期は、車輪が輪重センサ2R~4R、2L~4Lを通過したときにおける、計測信号の波形を取得できる長さに設定される。輪重センサ2R~4R、2L~4Lは、車両100の車輪の通過時に限らず、常時、計測信号を出力している。
The axle load measuring
この例では、軸重計測装置1は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、車輪の通過時における計測信号のピーク値に基づいて、通過した車輪の輪重を算出する。
In this example, the axle
この例では、軸重計測装置1は、車両100の各車軸について算出した軸重の総和を、その車両100の重量(車重)として算出する。車両100の各車軸の軸重は、その車軸について、軸重センサ2~4毎に算出された軸重(ここでは、個別軸重と言う。)の平均値である。個別軸重は、同じ車軸に取り付けられている左右の車輪について算出された輪重の和である。
In this example, the axle
なお、上記の説明から明らかなように、軸重計測装置1は、演算式によっては、軸重を算出することなく、車両100の重量(車重)を算出することもできる。
As is clear from the above explanation, the axle
また、この例の軸重計測装置1は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、その輪重センサ2R~4R、2L~4Lから入力された計測信号の波形によって、計測精度の劣化の程度を推定する。したがって、他の軸重センサ2~4の計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサ2~4を検出できる。
The axle
なお、この例では、軸重センサ2~4の計測精度が劣化しているとは、その軸重センサ2~4を構成する、少なくとも一方の輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度が劣化していることを意味する。
In this example, when the measurement accuracy of the axle load sensors 2-4 is degraded, it means that the measurement accuracy of at least one of the
<2.構成例>
図2は、この例にかかる軸重計測装置の主要部の構成を示すブロック図である。この例にかかる軸重計測装置1は、制御ユニット11と、軸重センサ接続部12と、ループコイルセンサ接続部13と、観測データベース14(観測DB14)と、出力部15と、を備えている。
2. Configuration example
2 is a block diagram showing the configuration of the main parts of the axle
制御ユニット11は、この例にかかる軸重計測装置1本体各部の動作を制御する。また、制御ユニット11は、計測値配列部21と、輪重算出部22と、軸重算出部23と、車重算出部24と、劣化推定部25とを有している。制御ユニット11が有する計測値配列部21、輪重算出部22、軸重算出部23、車重算出部24、および劣化推定部25の詳細については後述する。
The
軸重センサ接続部12には、接続されている軸重センサ2~4の計測信号が入力される。具体的には、軸重センサ接続部12には、輪重センサ2R~4R、2L~4Lが接続され、輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号が入力される。軸重センサ接続部12は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、入力された計測信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングして取得した計測値(ディジタル値)を制御ユニット11に出力する。
The measurement signals of the connected axle load sensors 2-4 are input to the axle load
車輪の通過時における輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号は、例えば、図3に示すように変化する。図3に示す、タイミングt1は、タイヤによる輪重センサ2R~4R、2L~4Lの押圧開始タイミングであり、タイミングt3は、タイヤによる輪重センサ2R~4R、2L~4Lの押圧終了タイミングである。また、図3に示す、タイミングt2は、タイヤの押圧力が最大(ピーク)になったタイミングである。輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号がピークであるとき、車輪が輪重センサ2R~4R、2L~4Lに乗り上げている状態(車輪がほとんど路面に接していない状態)である。軸重センサ接続部12が輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号をサンプリングするサンプリング周期は、計測値から図3に示す波形が得られる時間に設定されている。
The measurement signals of the
ループコイルセンサ接続部13には、車両検知センサ6、7が接続されている。ループコイルセンサ接続部13は、車両検知センサ6、7毎に、インダクタンスの変化を検出し、車両100の有無を示す車両検知信号を制御ユニット11に出力する。
The
観測DB14には、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、軸重センサ接続部12で取得された計測値が時系列に記憶される。輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測値には、計測時刻が対応付けられている。輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測値にかかるデータを、ここでは計測値データと言う。
In the
また、観測DB14には、計測区間を走行した車両100毎に、計測区間への進入時刻、および計測区間からの退出時刻が記憶される。計測区間への進入時刻は、車両検知センサ6による車両検知信号が車両100を検知していない状態から、車両100を検知した状態に変化した時刻である。計測区間からの退出時刻は、車両検知センサ7による車両検知信号が車両100を検知している状態から、車両100を検知していない状態に変化した時刻である。計測区間への車両100の進入時刻/退出時刻にかかるデータを、ここでは車両検知データと言う。
In addition, the
また、ここで言う観測データには、計測値データ、および車両検知データが含まれている。 The observation data referred to here includes measurement data and vehicle detection data.
観測DB14は、例えばHDD(Hard Disk Drive)であってもよいし、SSD(Solid State Drive)であってもよいし、他の記憶媒体であってもよい。 The observation DB14 may be, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or other storage medium.
出力部15は、軸重センサ2~4の計測精度が適正であるかどうかを判定した判定結果、計測区間を走行した車両100について算出した軸重、車重等を必要に応じて上位装置(不図示)に出力する。
The
次に、制御ユニット11が有する計測値配列部21、輪重算出部22、軸重算出部23、車重算出部24、および劣化推定部25について説明する。
Next, we will explain the measurement
計測値配列部21は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、軸重センサ接続部12で取得された計測値を時系列に並べて観測DB14に記憶させる。また、計測値配列部21は、計測区間を走行した車両100毎に、車両検知センサ6による車両検知信号から取得した計測区間への車両100の進入時刻、および車両検知センサ7による車両検知信号から取得した計測区間からの車両100の退出時刻を対応づけて観測DB14に記憶させる。
The measurement
輪重算出部22は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、車輪の通過時における計測信号に基づいて、この車輪の輪重を算出する。例えば、輪重センサ2R~4R、2L~4Lで計測された計測信号のピーク値αに基づいて、この車輪の輪重を算出する場合、
輪重=f(α)
により算出する。f(α)は、αを変数とする予め定められた関数である。
The wheel
Wheel load = f(α)
f(α) is a predetermined function with α as a variable.
なお、車輪の輪重は、輪重センサ2R~4R、2L~4Lで計測された計測信号の波形の面積等に基づいて算出してもよいし、その他の手法で算出してもよい。
The wheel load may be calculated based on the area of the waveform of the measurement signal measured by the
軸重算出部23は、車両100の車軸毎に軸重を算出する。各車軸の軸重は、その車軸について軸重センサ2~4毎に算出した個別軸重の平均値である。個別軸重は、同じ車軸に取り付けられている右側の車輪の輪重と、左側の車輪の輪重との和である。
The axle
車重算出部24は、車両100の車軸毎に算出された軸重の和を、その車両100の車重として算出する。
The vehicle
劣化推定部25は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、その輪重センサ2R~4R、2L~4Lから入力された計測信号の波形によって、計測精度の劣化の程度を推定する。
The
なお、図2では、観測DB14に記憶されている計測値データ、および車両検知データを用いて輪重、軸重、および車重を算出する例を示している。軸重計測装置1は、車両100が計測区間に進入し、退出するまでの期間に、軸重センサ接続部12から入力された計測値をメモリに一時的に記憶し、このメモリに記憶した計測値を用いて、輪重、軸重、および車重を算出する構成であってもよい。
In addition, FIG. 2 shows an example of calculating the wheel load, axle load, and vehicle weight using the measurement value data stored in the
軸重計測装置1の制御ユニット11は、ハードウェアCPU、メモリ、その他の電子回路によって構成されている。ハードウェアCPUが、この発明にかかる軸重センサの劣化推定プログラムを実行したときに、計測値配列部21、輪重算出部22、軸重算出部23、車重算出部24、および劣化推定部25として動作する。また、メモリは、この発明にかかる軸重センサの劣化推定プログラムを展開する領域や、この軸重センサの劣化推定プログラムの実行時に生じたデータ等を一時記憶する領域を有している。制御ユニット11は、ハードウェアCPU、メモリ等を一体化したLSIであってもよい。また、ハードウェアCPUが、この発明にかかる軸重センサの劣化推定方法を実行するコンピュータである。
The
<3.動作例>
以下、この例の軸重計測装置の動作について説明する。この例の軸重計測装置1は、観測データ収集処理、計測処理、および劣化推定処理を実行する。
<3. Operation example>
The operation of the axle load measurement device of this embodiment will be described below. The axle
観測データ収集処理は、観測データ(計測値データ、および車両検知データ)を観測DB14に記録する処理である。上述したように、軸重センサ接続部12は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、入力された計測信号をサンプリング周期でサンプリングして得られた計測値を制御ユニット11に出力している。計測値配列部21は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、軸重センサ接続部12が出力した計測値を時系列に並べて、観測DB14に記憶させる。
The observation data collection process is a process of recording observation data (measurement value data and vehicle detection data) in the
また、ループコイルセンサ接続部13は、車両検知センサ6、7毎に、車両検知信号を制御ユニット11に出力している。計測値配列部21は、計測区間を走行した車両100毎に、その車両100が計測区間に進入した時刻、および計測区間から退出した時刻を対応付けて観測DB14に記憶させる。計測値配列部21は、車両検知センサ6の車両検知信号が、車両100を検知していない状態から、車両100を検知している状態に変化したタイミングを、車両100が計測区間に進入した時刻として検出する。また、計測値配列部21は、車両検知センサ7の車両検知信号が、車両100を検知している状態から、車両100を検知していない状態に変化したタイミングを、車両100が計測区間から退出した時刻として検出する。
The loop coil
この例の軸重計測装置1は、以下に示す計測処理を実行しているとき、この観測データ収集処理を継続的に実行する。
In this example, the axle
次に、計測処理について説明する。この計測処理は、計測区間を走行した車両100の軸重、および車重を算出する処理である。図4は、この計測処理を示すフローチャートである。軸重計測装置1は、車両100が計測区間に進入し、その後、計測区間から退出するのを待つ(s1、s2)。s1、s2では、車両100が計測区間を走行したことを検出している。
Next, the measurement process will be described. This measurement process is a process for calculating the axle load and vehicle weight of the
輪重算出部22は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、通過した車輪の輪重を算出する(s3)。輪重センサ2R~4Rは、車両100の車軸毎に、その車軸に取り付けられている右側の車輪が通過する。輪重センサ2L~4Lは、車両100の車軸毎に、その車軸に取り付けられている左側の車輪が通過する。車両100が計測区間を走行したとき、各輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号は、この車両100の車軸の本数と同じ個数の波形(図3に示した波形)が時間軸方向に並ぶ。
The wheel
輪重算出部22は、輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号の波形毎に、その波形のピーク値や、その波形の面積等に基づいて、輪重を算出する。輪重センサ2R~4R、2L~4L間における車軸の対応付けは、波形の出現順によって行える。
The wheel
軸重算出部23は、計測区間を走行した車両100の車軸毎に、個別軸重を算出する(s4)。軸重算出部23は、軸重センサ2~4毎に、s3で算出した同じ車軸の輪重の和を個別軸重として算出する。軸重算出部23は、計測区間を走行した車両100の車軸毎に、s4で算出した個別軸重の平均値を軸重として算出する(s5)。
The axle
車重算出部24は、s5で算出された、計測区間を走行した車両100の各車軸の軸重の総和を、車重として算出する(s6)。
The vehicle
軸重計測装置1は、出力部15において、s5で算出した軸重、s6で算出した車重等を上位装置に出力し(s7)、s1に戻る。
The axle
また、軸重計測装置1は、s3で算出した輪重を用いて、車幅方向における車両100の重量バランスの適否を判定し、その判定結果を上位装置に出力してもよい。
The axle
次に、劣化推定処理について説明する。この劣化推定処理は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、計測精度が劣化している度合いを推定する処理である。軸重計測装置1は、この劣化推定処理を、予め定められたタイミングで実行する。軸重計測装置1は、例えば、劣化推定処理を毎日午前0時に開始するようにスケジューリングされていてもよいし、劣化推定処理を毎週日曜日の午前0時に開始するようにスケジューリングされていてもよいし、その他のタイミングで開始されるように設定されていてもよい。また、軸重計測装置1は、オペレータ等の入力操作に応じて、この劣化推定処理が開始される構成であってもよい。
Next, the deterioration estimation process will be described. This deterioration estimation process is a process for estimating the degree of deterioration in measurement accuracy for each of the
輪重センサ2R~4R、2L~4Lは、計測精度が適正であるとき、車両100の車輪が通過したときの計測信号の波形は、図3に示すように、ピークを中心にして略対称な形状である。一方で、輪重センサ2R~4R、2L~4Lは、計測精度が劣化すると、車両100の車輪が通過したときの計測信号の波形が、劣化の状態に応じて、図5(A)~(C)、図6(A)~(C)等に示す形状になる。図5(A)~(C)、図6(A)~(C)では、計測信号の波形が計測精度の劣化にともなって変形している箇所を破線で囲んでいる。
When the measurement accuracy of
なお、図5(A)~(C)、図6(A)~(C)は、計測精度が劣化した輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号の波形を例示しているだけである。計測精度が劣化した輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号の波形は、図5(A)~(C)、図6(A)~(C)に示した波形に限られるわけではない。
Note that Figures 5(A)-(C) and 6(A)-(C) only show examples of waveforms of measurement signals from
図7は、劣化推定処理を示すフローチャートである。この例では、劣化推定部25は、計測精度の劣化を推定する対象の輪重センサ2R~4R、2L~4Lを決定する(s11)。劣化推定部25は、s11で決定した対象の輪重センサ2R~4R、2L~4Lについて、最近の車輪通過時における計測信号の波形を取得する(s12)。
Figure 7 is a flowchart showing the deterioration estimation process. In this example, the
上述したように、観測DB14には、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、車輪通過時における計測信号の波形が取得できるサンプリング周期で計測値が記録されている。劣化推定部25は、s11で決定した対象の輪重センサ2R~4R、2L~4Lについて、s12で取得した波形を基に計測精度の劣化の度合いを推定する(s13)。このs13にかかる処理については、後述する。
As described above, the
劣化推定部25は、未処理の輪重センサ2R~4R、2L~4Lがあれば(s14)、s11に戻る。劣化推定部25は、未処理の輪重センサ2R~4R、2L~4Lが無ければ、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、推定した計測精度の劣化の度合いを上位装置に出力し(s15)、本処理を終了する。
If there are unprocessed
ここで、s13にかかる計測精度の劣化の度合いを推定する処理について説明する。 Here, we explain the process of estimating the degree of deterioration in measurement accuracy in step s13.
・推定処理1
劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形のピークを検出する。劣化推定部25は、検出したピーク以前の波形を時間軸方向に反転させた波形と、検出したピーク以降の波形との類似度を算出する。劣化推定部25は、算出した類似度を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部25は、算出した類似度が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを小さく推定する。
The
この推定処理では、計測信号が、例えば、図5(A)~(C)、図6(A)~(C)に示した波形であった輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。
This estimation process makes it possible to estimate the degree of deterioration in the measurement accuracy of
なお、劣化推定部25は、検出したピーク以降の波形を時間軸方向に反転させた波形と、検出したピーク以前の波形との類似度を算出する構成であってもよい。
The
・推定処理2
劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形において、車輪の通過後における計測値の最小値を取得する。また、劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形において、車輪の通過前の所定時間(1秒程度)における計測値の平均値を取得する。劣化推定部25は、車輪の通過後の最小値と車輪の通過前の平均値との差分の絶対値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部25は、算出した絶対値が小さいほど、計測精度の劣化の度合いを小さく推定する。
The
この推定処理では、計測信号が、例えば、図5(B)、(C)に示した波形であった輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。
This estimation process makes it possible to estimate the degree of deterioration in the measurement accuracy of
・推定処理3
上記した推定処理2と同様に、劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形において、車輪の通過後における計測値の最小値を取得する。劣化推定部25は、取得した最小値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部25は、取得した最小値が小さいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。
As in the above-described
・推定処理4
劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形において、計測値がピークに達するまでの期間に、計測値の変曲点があるかどうかを検出する。劣化推定部25は、変曲点があれば、その変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を算出する。劣化推定部25は、変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部25は、算出した絶対値が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。
The
この推定処理では、計測信号が、例えば、図6(A)、(C)に示した波形であった輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。
This estimation process makes it possible to estimate the degree of deterioration in the measurement accuracy of
・推定処理5
劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形において、計測値がピークに達した以降の期間に、計測値の変曲点があるかどうかを検出する。劣化推定部25は、変曲点があれば、その変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を算出する。劣化推定部25は、変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部25は、算出した絶対値が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。
Estimation process 5
The
この推定処理では、計測信号が、例えば、図6(B)、(C)に示した波形であった輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。
This estimation process makes it possible to estimate the degree of deterioration in the measurement accuracy of
・推定処理6
劣化推定部25は、s12で取得した計測信号の波形において、車輪の通過後に、予め定めた振幅を超える振動波形の有無を検出する。劣化推定部25は、車輪の通過後に、予め定めた振幅を超える振動波形があれば、その振動波形の振幅、個数、振動波形が生じていた時間を検出し、これらに基づいて計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部25は、振動波形の振幅が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。また、劣化推定部25は、振動波形の個数が多いほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。また、劣化推定部25は、振動波形が生じていた時間が長いほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。
Estimation process 6
The
この推定処理では、計測信号が、例えば、図5(B)、(C)に示した波形であった輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。
This estimation process makes it possible to estimate the degree of deterioration in the measurement accuracy of
・推定処理7
劣化推定部25は、車輪の通過前の所定時間(1秒程度)における計測値の平均値を算出する。この平均値は、車輪の通過がなく、計測信号が安定しているときにおける輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測値である。劣化推定部25は、算出した平均値と予め定められた基準値との差分の絶対値を算出する。劣化推定部25は、算出した絶対値が小さいほど、計測精度の劣化の度合いを小さく推定する。
The
この推定処理では、輪重センサ2R~4R、2L~4Lのオフセットのズレにかかる劣化度を推定できる。
This estimation process can estimate the degree of deterioration related to the offset deviation of
軸重計測装置1の劣化推定部25は、上記した推定処理1~7の1つ以上を実行する構成であればよい。劣化推定部25は、上記した推定処理1~7を複数実行する場合、個々の推定結果から総合的に劣化の度合いを推定すればよい。
The
このように、この例の軸重計測装置1は、輪重センサ2R~4R、2L~4L毎に、その輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測信号の波形によって、計測精度の劣化の度合い推定できる。したがって、他の輪重センサ2R~4R、2L~4Lの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している輪重センサ2R~4R、2L~4Lを検出できる。
In this way, the axle
また、上記した推定処理1~6は、1つの計測信号の波形に対して劣化の度合いを推定する処理を示している。輪重センサ2R~4R、2L~4Lの劣化を推定する場合、複数の計測信号の波形に対して、推定処理1~6を行い、総合的に劣化の度合いを推定してもよい。
The above-mentioned
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that this invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and in the implementation stage, the components can be modified to the extent that does not deviate from the gist of the invention. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining multiple components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, components from different embodiments may be appropriately combined.
さらに、この発明に係る構成と上述した実施形態に係る構成との対応関係は、以下の付記のように記載できる。
<付記>
車両(100)の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサ(2~4)の計測信号が入力される軸重センサ接続部(12)と、
車両(100)の車軸毎に、複数の前記軸重センサ(2~4)から入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出部(23)と、
前記軸重センサ(2~4)毎に、その軸重センサ(2~4)から入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定部(25)と、を備えた軸重計測装置(1)。
Furthermore, the correspondence between the configuration according to the present invention and the configuration according to the above-mentioned embodiment can be described as follows.
<Additional Notes>
an axle load sensor connection unit (12) to which measurement signals from a plurality of axle load sensors (2 to 4) arranged in a line in the traveling direction of the vehicle (100) are input;
an axle load calculation unit (23) that calculates an axle load for each axle of the vehicle (100) based on measurement signals input from the plurality of axle load sensors (2 to 4);
and a deterioration estimation unit (25) for estimating deterioration of each of the axle load sensors (2-4) based on the waveform of a measurement signal input from the axle load sensor (2-4).
1…軸重計測装置
2~4…軸重センサ
2R~4R、2L~4L…輪重センサ
6、7…車両検知センサ
11…制御ユニット
12…軸重センサ接続部
13…ループコイルセンサ接続部
14…観測データベース(観測DB)
15…出力部
21…計測値配列部
22…輪重算出部
23…軸重算出部
24…車重算出部
25…劣化推定部
100…車両
1...Axle
15...
Claims (9)
車両の車軸毎に、複数の前記軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出部と、
前記軸重センサ毎に、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定部と、を備え、
前記劣化推定部は、前記軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定する、軸重計測装置。 an axle load sensor connection unit to which measurement signals from a plurality of axle load sensors arranged in a line in the traveling direction of the vehicle are input;
an axle load calculation unit that calculates an axle load for each axle of the vehicle based on measurement signals input from the plurality of axle load sensors;
a deterioration estimation unit that estimates deterioration of each of the axle load sensors based on a waveform of a measurement signal input from the axle load sensor ;
The deterioration estimation unit estimates deterioration by comparing the waveform of the measurement signal before and after the reference timing, the timing being determined as a reference timing when the measurement signal of the axle load sensor reaches a peak .
車両の車軸毎に、複数の前記軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出ステップと、
前記軸重センサ毎に、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定ステップと、を実行し、
前記劣化推定ステップは、前記軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定するステップである、軸重センサの劣化推定方法。 A computer of an axle load measuring device having an axle load sensor connection unit to which measurement signals of a plurality of axle load sensors arranged in a line in a traveling direction of a vehicle are inputted,
an axle load calculation step of calculating an axle load for each axle of the vehicle based on measurement signals input from the plurality of axle load sensors;
a deterioration estimation step of estimating deterioration for each of the axle load sensors based on a waveform of a measurement signal input from the axle load sensor ;
The deterioration estimation step is a step of estimating deterioration by setting a timing at which the measurement signal of the axle load sensor reaches a peak as a reference timing and estimating deterioration by comparing waveforms of the measurement signal before and after this reference timing .
車両の車軸毎に、複数の前記軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出ステップと、
前記軸重センサ毎に、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定ステップと、を実行させ、
前記劣化推定ステップは、前記軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定するステップである、軸重センサの劣化推定プログラム。 A computer of an axle load measuring device having an axle load sensor connection unit to which measurement signals of a plurality of axle load sensors arranged in a line in the traveling direction of a vehicle are inputted,
an axle load calculation step of calculating an axle load for each axle of the vehicle based on measurement signals input from the plurality of axle load sensors;
a deterioration estimation step of estimating deterioration for each of the axle load sensors based on a waveform of a measurement signal input from the axle load sensor ;
The deterioration estimation step is a step of estimating deterioration by setting the timing at which the measurement signal of the axle load sensor reaches a peak as a reference timing and comparing the waveforms of the measurement signal before and after this reference timing .
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