JPH03165265A - 標高差計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、二地点間の標高差を計測する標高差計測装
置に関する。

「従来の技術」 二地点間の標高差を計測するには、従来一般に光学測量
の技術が用いられている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来のように光学測量によって二地点間
の標高差を計測する場合には、特殊な測量機器や専門的
な測量技術を必要とする不都合がある。

そこで、この発明は、車両に搭載して車両を二地点間に
走行させるだけで二地点間の標高差を容易に計測するこ
とのできる簡単な構成の標高差計測装置を提供するもの
である。

「課題を解決するための手段」 この発明においては、車両に対して、車両の前後方向に
取り付けられ、車両の加速度を検出する加速度計と、車
輪の回転数から車両の速度を検出する車速計とを設ける
とともに、上記加速度計の出力と上記車速計の出力とか
ら車両のピッチ角を検出し、そのピッチ角信号と上記車
速計の出力とから車両の垂直速度を検出し、その垂直速
度信号を積分して車両が走行した二地点間の標高差を算
出する演算部を設ける。

「作　用」 上記のように構成された、この発明の標高差計測装置に
よれば、特殊な測量機器や専門的な測量技術を必要とす
ることなく、車両を二地点間に走行させるだけで二地点
間の標高差を容易に計測することができる。

「実施例」 第１図は、この発明の標高差計測装置の一例で、加速度
計１０、車速計２０および演算部３０を備える。

加速度計１０は、−軸のもので、第２図に示すように車
両１の前後方向に取り付けられ、車両ｌのピッチ角をθ
、重力の加速度をｇ、車両１の加速度をａＣとするとき
、ａ　＝　ｇ−ｓｉｎθとａｃの和に相当した出力Ｓａ
が得られるものである。ただし、第２図に示すように車
両１が標高の低い地点から高い地点に走行するときには
θ〉０であり、逆に車両１が標高の高い地点から低い地
点に走行するときにはθ〈０である。

車速計２０は、車両ｌの車輪の回転数から車両ｌの速度
Ｖを検出するもので、一般に車両に設けられるものを用
いることができ、車両１の速度■に相当した出力Ｓｖが
得られる。

演算部３０は、加速度計１０の出力Ｓａと車速計２０の
出力Ｓｖとから車両１のピッチ角θを検出し、そのピッ
チ角信号と車速計２０の出力Ｓｖとから車両１の垂直速
度Ｖｖ＝Ｖ・ｓｉｎθを検出し、その垂直速度信号を積
分して車両１が走行した二地点間の標高差を算出するも
ので、−例として、加速度計１０の出力Ｓａから後述す
る定数乗算回路３４の出力Ｓｅを減算する減算回路３１
、減算回路３１の出力ｓｂを積分する積分回路３２、積
分回路３２の出力Ｓｃから車速計２０の出力Ｓｖを減算
する減算回路３３、減算回路３３の出力Ｓｄに定数Ｋを
乗算する上記の定数乗算回路３４、定数乗算回路３４の
出力Ｓｅに重力の加速度ｇの逆数１　／　ｇを乗算する
定数乗算回路３５、定数乗算回路３５の出力Ｓｐと車速
計２０の出力Ｓｖを乗算する乗算回路３６、および乗算
回路３６の出力Ｓｑを積分する積分回路３７によって構
成され車両１のピッチ角θがゼロの場合、したがって上
記のａがゼロの場合、車両１が停止中で速度■がゼロが
あれば、加速度ａｃもゼロであるので、減算回路３１の
出力ｓｂ、積分回路３２の出力Ｓｃおよび減算回路３３
の出力Ｓｄがゼロになり、定数乗算回路３４の出力Ｓｅ
もゼロになる。ピッチ角θがゼロの状態で、すなわち上
記のａがゼロの状態で車両１が発進して加速中になると
、すなわち加速度ａｃおよび速度Ｖがゼロでなくなると
、減算回路３１の出力ｓｂが加速度ａｃに相当したもの
になり、積分回路３２の出力Ｓｃが加速度ａＣの積分値
である速度Ｖに相当したものになり、減算回路３３の出
力Ｓｄがゼロになるので、定数乗算回路３４の出力Ｓｅ
はやはりゼロになる。このようにピッチ角θがゼロの状
態で加速したのち、車両ｌが一定達度Ｖｏに達すると、
上記のａがゼロであり、加速度ａ、がゼロになることに
よって、減算回路３１の出力ｓｂがゼロになるが、積分
回路３２の出力Ｓｃは速度ｖＯに相当したものに保持さ
れるので、減算回路３３の出力Ｓｄはやはりゼロになり
、定数乗算回路３４の出力Ｓｅもゼロになる。すなわち
、ピッチ角θがゼロの場合には、車両１が停止中である
か、加速中であるか、一定速度Ｖｏで走行中であるかに
かかわらず、定数乗算回路３４の出力Ｓｅはゼロになる
。

車両１が一定速度Ｖｏで走行中にピッチ角θが変化した
場合には、したがって上記の′ａが変化した場合には、
加速度ａｃがゼロであるので減算回路３１の出力ｓｂが
ａに相当したものになり、積分回路３２の出力Ｓｃが速
度ＶＯに対してａの積分値が加えられたものに相当した
ものになるので、減算回路３３の出力Ｓｄがａの積分値
に相当したものになり、定数乗算回路３４の出力Ｓｅが
ａの積分値に定数Ｋを掛は合わせたものに相当したもの
になり、これによって減算回路３１の出力ｓｂがａに相
当したものより減少し、積分回路３２の出力Ｓｃ、減算
回路３３の出力Ｓｄおよび定数乗算回路３４の出力Ｓｅ
もそれぞれ上記のものより減少して、平衡時には、定数
乗算回路３４の出力Ｓｅが加速度計ｌＯの出力Ｓａと同
様にａに相当したものになり、減算回路３１の出力ｓｂ
がゼロになり、減算回路３３の出力Ｓｄがａ／Ｋに相当
したものになり、積分回路３２の出力Ｓｃが■０＋　ａ
　／　Ｋに相当したものになる。

また、ピッチ角θが一定の状態で、すなわち上記のａが
一定の状態で車両１の速度■が変化した場合には、すな
わち車両ｌが一定速度■０から加速または減速した場合
には、減算回路３１の出力ｓｂが加速度ａＣに相当した
ものになり、積分回路３２の出力ＳｃがＶ　ｏ　＋　ａ
　／　Ｋに対して加速度ａｃの積分値である速度変化分
ΔＶが加えられたものに相当したものになり、減算回路
３３の出力Ｓｄがａ／Ｋに相当したものになり、定数乗
算回路３４の出力Ｓｅがａに相当したものになる。

ピッチ角θと速度Ｖが同時に変化した場合も同様で、す
なわち結局、ピッチ角θがゼロの場合を含めて定数乗算
回路３４の出力Ｓｅは常にａに相当したものになる。た
だし、ピッチ角θが変化する場合にはピッチ角θの変化
によるａの変化に対して定数乗算回路３４の出力Ｓｅは
時間遅れを生じるが、この時間遅れは定数Ｋを十分太き
（することによって十分小さくすることができる。

このように定数乗算回路３４の出力Ｓｅがａ−ｇ−ｓｉ
ｎθに相当したものになるので、定数乗算回路３５の出
力Ｓｐはｓｉｎθに相当したものになり、乗算回路３６
の出力Ｓｑは車両１の垂直速度Ｖｖ＝■・ｓｉｎθに相
当したものになり、積分回路３７の出力、すなわち演算
部３０の出力ＳＯは車両１が走行した二地点間の標高差
に相当したものになる。

図示していないが、あらかじめ判っている車両ｌの走行
開始地点の標高を示す信号と積分回路３７の出力Ｓｏを
加算する構成にする場合には、その加算出力として車両
１の走行終了地点の標高を示すものが得られる。

なお、演算部３０は、加速度計１０の出力Ｓａおよび車
速計２０の出力Ｓｖがアナログ信号として得られるかデ
ィジタル信号として得られるかに応じて、あるいは加速
度計ｌＯの出力Ｓａおよび車速計２０の出力Ｓｖをアナ
ログ信号として取り出すかディジクル信号として取り出
すかに応じて、アナログ構成にもディジタル構成にもす
ることができ、ディジタル構成にする場合にはコンピュ
ータで構成することができる。

「発明の効果」 上述したように、この発明によれば、計測装置を搭載し
た車両を二地点間に走行させるだけで二地点間の標高差
を容易に計測することができる。

しかも、その標高差計測装置は、加速度計および車速計
と簡単な回路構成の演算部からなる簡単な構成のもので
あり、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の標高差計測装置の一例を示す系統
ブロック図、第２図は、車両のピッチ角などの説明に供
する図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の前後方向に取り付けられ、車両の加速度を
   検出する加速度計と、 車輪の回転数から車両の速度を検出する車速計と、 上記加速度計の出力と上記車速計の出力とから車両のピ
   ッチ角を検出し、そのピッチ角信号と上記車速計の出力
   とから車両の垂直速度を検出し、その垂直速度信号を積
   分して車両が走行した二地点間の標高差を算出する演算
   部と、を備える標高差計測装置。