特開 2022-111513 温度補正係数算出装置、温度補正係数算出方法、および温度補正係数算出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022111513

(43)【公開日】2022-08-01

(54)【発明の名称】温度補正係数算出装置、温度補正係数算出方法、および温度補正係数算出プログラム

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20220725BHJP

   G01H 11/08 20060101ALI20220725BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20220725BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 A

G01H11/08 Z

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021006974

(22)【出願日】2021-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】505398963

【氏名又は名称】西日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】593093858

【氏名又は名称】西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋上 智彦

(72)【発明者】

【氏名】黒田 卓也

(72)【発明者】

【氏名】西田 秀志

(72)【発明者】

【氏名】河田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】須山 夏樹

【テーマコード（参考）】

2D059

2G024

2G064

【Ｆターム（参考）】

2D059GG39

2G024AD34

2G024BA12

2G024BA22

2G024BA27

2G024CA13

2G024FA04

2G024FA06

2G024FA11

2G064AA05

2G064AB01

2G064AB02

2G064BA02

2G064BD02

2G064CC41

2G064DD02

(57)【要約】

【課題】センサ出力から橋梁の振動にかかる物理量を取得するときに、センサ周辺の温度の影響を十分に抑えることができる。
【解決手段】移動体が通行する橋梁に取り付けられ、橋梁の振動にかかる物理量を計測したセンサの出力と、計測時におけるセンサ周辺の温度とを対応付けた計測データを収集し、予め定めた条件で複数のグループに分割する。分割したグループ毎に、そのグループに属する計測データについて、センサの出力の第１特性値、およびセンサ周辺の温度の第２特性値を取得し、グループ間で、第１特性値、および第２特性値を比較して、センサの出力に対する温度補正係数を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体が通行する橋梁に取り付けられ、前記橋梁の振動にかかる物理量を計測した前記センサの出力と、計測時における前記センサ周辺の温度とを対応付けた計測データを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部において収集された前記計測データを、予め定めた条件で複数のグループに分割する分割部と、
前記分割部によって分割された前記グループ毎に、そのグループに属する前記計測データについて、前記センサの出力の第１特性値、および前記センサ周辺の温度の第２特性値を取得する特性値取得部と、
前記分割部によって分割された前記グループ間で、前記第１特性値、および前記第２特性値を比較し、前記センサの出力に対する温度補正係数を算出する算出部と、を備えた温度補正係数算出装置。

【請求項2】

前記特性値取得部は、前記分割部によって分割された前記グループ毎に、そのグループに属する前記計測データについて、前記センサの出力が閾値を超えたときに計測された当該センサの出力の最大値の頻度分布に基づいて、前記第１特性値を取得する、請求項１に記載の温度補正係数算出装置。

【請求項3】

前記特性値取得部は、前記センサの出力の頻度分布における最頻値を、前記第１特性値として取得する、請求項２に記載の温度補正係数算出装置。

【請求項4】

前記分割部は、計測日を規定する条件で、前記計測データを複数のグループに分割する、請求項１～３のいずれかに記載の温度補正係数算出装置。

【請求項5】

前記分割部は、前記計測データの計測時における前記センサ周辺の温度を規定する条件で、前記計測データを複数のグループに分割する、請求項１～３のいずれかに記載の温度補正係数算出装置。

【請求項6】

前記特性値取得部は、前記分割部によって分割された前記グループに属する前記計測データにおける前記センサ周辺の温度の平均値を、前記第２特性値として取得する、請求項１～５のいずれかに記載の温度補正係数算出装置。

【請求項7】

前記センサは、圧電フィルムを用いたピエゾ式ひずみセンサである、請求項１～６のいずれかに記載の温度補正係数算出装置。

【請求項8】

移動体が通行する橋梁に取り付けられ、前記橋梁の振動にかかる物理量を計測した前記センサの出力と、計測時における前記センサ周辺の温度とを対応付けた計測データを収集するデータ収集ステップと、
前記データ収集ステップで収集した前記計測データを、予め定めた条件で複数のグループに分割する分割ステップと、
前記分割ステップで分割した前記グループ毎に、そのグループに属する前記計測データについて、前記センサの出力の第１特性値、および前記センサ周辺の温度の第２特性値を取得する特性値取得ステップと、
前記分割ステップで分割した前記グループ間で、前記第１特性値、および前記第２特性値を比較し、前記センサの出力に対する温度補正係数を算出する算出ステップと、をコンピュータで実行する温度補正係数算出方法。

【請求項9】

移動体が通行する橋梁に取り付けられ、前記橋梁の振動にかかる物理量を計測した前記センサの出力と、計測時における前記センサ周辺の温度とを対応付けた計測データを収集するデータ収集ステップと、
前記データ収集ステップで収集した前記計測データを、予め定めた条件で複数のグループに分割する分割ステップと、
前記分割ステップで分割した前記グループ毎に、そのグループに属する前記計測データについて、前記センサの出力の第１特性値、および前記センサ周辺の温度の第２特性値を取得する特性値取得ステップと、
前記分割ステップで分割した前記グループ間で、前記第１特性値、および前記第２特性値を比較し、前記センサの出力に対する温度補正係数を算出する算出ステップと、をコンピュータに実行させる温度補正係数算出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、車両等の移動体が通行する橋梁の振動にかかる物理量を、この橋梁に取り付けたセンサで計測する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両が走行する橋梁にセンサを取り付け、この橋梁の振動にかかる物理量（例えば、橋梁のひずみ、振動の加速度）を計測することによって、橋梁の状態を診断し、管理することが行われている。ここでは、橋梁の状態を診断し、管理することを、橋梁モニタリングと言う。

【0003】

橋梁モニタリングでは、センサの計測値（センサ出力）から、車両の走行による活荷重によって生じた橋梁の振動にかかる物理量を取得している。温度特性のあるセンサは、周辺の温度の変化によって、センサ出力が変化する。したがって、橋梁の振動にかかる物理量を精度よく取得するには、計測時におけるセンサ周辺の温度に応じて、センサ出力を補正する必要がある。例えば、特許文献１には、センサ周辺の温度に応じて、センサ出力のオフセットを補正する構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３８９６４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、温度特性のあるセンサは、周辺の温度によってセンサ出力のオフセットが変化するだけでなく、センサの感度も変化する。したがって、特許文献１のように、橋梁の振動にかかる物理量の取得において、センサ周辺の温度の変化に応じて、センサ出力のオフセットを補正するだけでは、橋梁の振動にかかる物理量を精度よく取得することができない。

【0006】

この発明の目的は、センサ周辺の温度に影響されることなく、橋梁の振動にかかる物理量を精度よく取得する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の温度補正係数算出装置は、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。

【0008】

センサは、移動体が通行する橋梁に取り付けられている。例えば、センサは、橋梁の振動にかかる物理量として、取付位置おける橋梁のひずみを計測するひずみセンサ、取付位置における橋梁の加速度を計測する加速度センサ、取付位置における橋梁の変位を計測する変位センサである。

【0009】

データ収集部が、橋梁の振動にかかる物理量を計測したセンサの出力と、計測時におけるセンサ周辺の温度とを対応付けた計測データを収集する。分割部が、データ収集部において収集された計測データを、予め定めた条件で複数のグループに分割する。例えば、分割部は、計測日で規定する条件で計測データを複数のグループに分割する構成であってもよいし、計測時におけるセンサ周辺の温度を規定する条件で計測データを複数のグループに分割する構成であってもよいし、これら以外の条件で計測データを複数のグループに分割する構成であってもよい。

【0010】

特性値取得部が、分割部によって分割されたグループ毎に、そのグループに属する計測データについて、センサの出力の第１特性値、およびセンサ周辺の温度の第２特性値を取得する。特性値取得部は、例えば、センサの出力が閾値を超えたときに計測された当該センサの出力の最大値の頻度分布に基づいて、最頻値等を第１特性値として取得する。また、特性値取得部は、例えば、分割部によって分割されたグループに属する計測データにおけるセンサ周辺の温度の平均値を第２特性値として取得する。

【0011】

算出部は、分割部によって分割されたグループ間で、第１特性値、および第２特性値を比較し、センサの出力に対する温度補正係数を算出する。温度補正係数は、センサ周辺の温度が相違していても、センサが計測した物理量が同じであれば、そのセンサの出力から得られる物理量の大きさを同等に補正する係数である。すなわち、温度補正係数は、センサの周辺温度による感度の変動をキャンセルする係数である。

【0012】

この構成では、センサ周辺の温度に応じて、センサの感度を補正する温度補正係数を得ることができる。これにより、橋梁の振動にかかる物理量を、センサ周辺の温度に影響されることなく適正に取得することができる。

【発明の効果】

【0013】

この発明によれば、橋梁の振動にかかる物理量を、センサ周辺の温度に影響されることなく適正に取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この例にかかる感度補正システムの構成を示す概略図である。

【図2】この例にかかる感度補正システムを適用した橋梁を示す概略図である。

【図3】センサノードの主要部の構成を示すブロック図である。

【図4】シンクノードの主要部の構成を示すブロック図である。

【図5】温度補正係数算出装置の主要部の構成を示すブロック図である。

【図6】センサノードの動作を示すフローチャートである。

【図7】シンクノードの動作を示すフローチャートである。

【図8】温度補正係数算出装置の動作を示すフローチャートである。

【図9】ひずみセンサの出力を例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、この発明の実施形態について説明する。

【0016】

＜１．適用例＞
図１は、この例にかかる感度補正システムの構成を示す概略図である。図２は、この例にかかる感度補正システムを適用した橋梁を示す概略図である。この例にかかる感度補正システム１は、車両１００が走行（通行）する橋梁の振動にかかる物理量をセンサで計測するシステムである。

【0017】

橋梁は、図２示すように、橋桁９を橋脚８の上に載置した公知の構成である。橋桁９と、橋脚８との間には、支承が配置されている。橋桁９には、車両１００が走行する路面が形成されている。この例では、車両１００が、この発明で言う移動体に相当する。

【0018】

この例の感度補正システム１は、温度補正係数算出装置２と、シンクノード３と、センサノード４とを備えている。また、橋桁９には、橋軸方向（橋梁における車両１００の走行方向）に複数のピエゾ式ひずみセンサ６（以下、単にひずみセンサ６と言う。）が取り付けられている。複数のひずみセンサ６は、橋軸方向（橋梁における車両１００の走行方向）に適当な間隔で並んでいる。ひずみセンサ６が取り付けられている間隔は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。また、温度センサ７が、ひずみセンサ６の周辺に取り付けられている。

【0019】

ひずみセンサ６は、フィルム状に形成した圧電フィルム（ピエゾフィルム）の両面に電極を形成したセンサ素子を用いた構成である。ひずみセンサ６は、取付位置における橋桁９のひずみに応じて、圧電フィルムがひずみ、この圧電フィルムのひずみの大きさに応じた電荷を発生する。ひずみセンサ６は、圧電フィルムの両面に形成した電極間に生じた電圧（圧電フィルムにおいて発生した電荷に応じた電圧）を増幅回路で増幅して出力する。すなわち、ひずみセンサ６は、取付位置における橋桁９のひずみに応じた電圧を出力する。この例では、ひずみセンサ６がこの発明で言うセンサに相当する。また、ひずみセンサ６は、取付位置における橋桁９のひずみを、橋桁９の振動にかかる物理量として計測する。

【0020】

また、温度センサ７は、上記したように、ひずみセンサ６の周辺に取り付けられ、このひずみセンサ６の周辺の温度を計測する。

【0021】

この例では、センサノード４には、１組のひずみセンサ６、および温度センサ７が接続される。センサノード４は、ひずみセンサ６の出力と、温度センサ７の出力とを対応付けた計測データを生成する。センサノード４は、通信距離が数十ｍである近距離無線通信（例えば、ブルートゥース（登録商標））により、生成した計測データをシンクノード３に送信する。センサノード４は、接続されている１組のひずみセンサ６、および温度センサ７の取付位置の近くに設置されている。

【0022】

また、センサノード４は、複数組のひずみセンサ６、および温度センサ７が接続される構成であってもよい。また、センサノード４は、温度センサ７を内蔵している構成であってもよい（温度センサ７を、橋桁９に取り付けない構成であってもよい。）。

【0023】

シンクノード３は、各センサノード４から送信されてきた計測データを受信すると、受信した計測データをネットワーク１０を介して温度補正係数算出装置２に送信する。この例では、シンクノード３は、センサノード４と温度補正係数算出装置２との間で計測データを中継する装置として機能する。

【0024】

なお、図１に示したシンクノード３は１つであるが、温度補正係数算出装置２は、ネットワーク１０介して複数のシンクノード３を接続できる構成である。また、各シンクノード３には、１つ以上のセンサノード４が接続される。そして、センサノード４には、１組以上のひずみセンサ６、および温度センサ７が接続される。

【0025】

温度補正係数算出装置２は、ひずみセンサ６毎に、そのひずみセンサ６の計測データを収集する。温度補正係数算出装置２は、ひずみセンサ６毎に、そのひずみセンサ６について収集した計測データを処理し、当該ひずみセンサ６の温度補正係数を算出する。温度補正係数は、ひずみセンサ６周辺の温度が相違していても、ひずみセンサ６が計測した物理量が同じであれば、そのひずみセンサ６の出力から得られる物理量の大きさを同等に補正する係数である。すなわち、温度補正係数は、ひずみセンサ６の周辺温度による感度の変動をキャンセルする係数である。

【0026】

温度補正係数算出装置２が算出した温度補正係数を用いることで、ひずみセンサ６周辺の温度に影響されることなく、ひずみセンサ６で計測した橋梁の振動にかかる物理量を適正に取得することができる。したがって、橋梁の状態を適正に診断し、管理することが行える。

【0027】

＜２．構成例＞
図３は、センサノードの主要部の構成を示すブロック図である。センサノード４は、制御ユニット４１と、ひずみセンサ接続部４２と、温度センサ接続部４３と、無線通信部４４と、を備えている。センサノード４は、本体各部に対する電源供給を図示していない電池で行う構成である。

【0028】

制御ユニット４１は、センサノード４本体各部の動作を制御する。また、制御ユニット４１は、計測データ生成部４１ａ、タイマ４１ｂ、および記憶部４１ｃを有している。計測データ生成部４１ａ、タイマ４１ｂ、および記憶部４１ｃについては、後述する。

【0029】

ひずみセンサ接続部４２は、ひずみセンサ６を接続するインタフェースである。ひずみセンサ接続部４２には、接続されているひずみセンサ６の出力が入力される。ひずみセンサ６の出力は、橋桁９における取付位置のひずみの大きさに応じた電圧である。

【0030】

なお、ひずみセンサ６は、温度特性を有することから、計測した物理量が同じであっても、周辺の温度が相違していると、出力に差異を生じる。

【0031】

温度センサ接続部４３は、温度センサ７を接続するインタフェースである。温度センサ接続部４３には、接続されている温度センサ７の出力が入力される。温度センサ７は、ひずみセンサ６周辺の温度を計測する。

【0032】

無線通信部４４は、対応付けられているシンクノード３との間における近距離無線通信を実行する。

【0033】

次に、制御ユニット４１が有する計測データ生成部４１ａ、タイマ４１ｂ、および記憶部４１ｃについて説明する。この例にかかるセンサノード４は、ひずみセンサ６で、橋梁の振動にかかる物理量（すなわち、橋桁９のひずみ）を計測する計測時間帯（計測開始時刻と、計測終了時刻）が予め設定されている。この例では、車両１００の通行量が比較的多い、午前９：００～午前９：０５までの５分間と、トレーラ、高速バス等の大型車両の通行量が比較的多い午前０：００～午前０：０５までの５分間の２つの計測時間帯をセンサノード４に設定している。記憶部４１ｃが、この計測時間帯を記憶している。

【0034】

なお、ここで示した計測時間帯は、あくまでも例であり、これに限られるものではない。また、センサノード４に設定される計測時間帯は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0035】

計測データ生成部４１ａは、設定されている計測時間帯であるときに、予め定めたサンプリング周波数（数百Ｈｚ程度）でひずみセンサ６の出力を繰り返しサンプリングし、ひずみセンサ６の出力を計測時間帯にわたって取得する。また、計測データ生成部４１ａは、計測時間帯に温度センサ７の出力を処理し、計測時間帯におけるひずみセンサ６周辺の温度を取得する。この例では、計測時間帯の長さが５分であるので、温度センサ７の出力については、計測時間帯に数回（１～５回）程度処理すればよい。

【0036】

計測データ生成部４１ａは、計測時間帯毎に、計測時間帯にわたって取得したひずみセンサ６の出力と、このひずみセンサ６周辺の温度（温度センサ７の出力から取得した温度）とを対応づけた計測データを記憶部４１ｃに記憶させる。この計測データには、ひずみセンサ６の識別コード、および計測日時が対応づけられている。

【0037】

タイマ４１ｂは、現在の日時を計時する。

【0038】

記憶部４１ｃは、センサノード４の動作時に用いる設定データ、および動作時に得られた計測データ等を記憶するメモリである。

【0039】

センサノード４の制御ユニット４１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、インストールされているプログラムを実行したときに、計測データ生成部４１ａ、タイマ４１ｂ、および記憶部４１ｃとして動作する。また、メモリ（記憶部４１ｃ）は、このプログラムを展開する領域や、この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４１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。

【0040】

図４は、シンクノードの主要部の構成を示すブロック図である。シンクノード３は、制御ユニット３１と、無線通信部３２と、通信部３３とを備えている。この例では、シンクノード３は、センサノード４から送信されてきた計測データを、温度補正係数算出装置２に転送する中継器として動作する。シンクノード３は、本体各部に対する電源供給を図示していない電池で行う構成であってもよいし、商用電源で行う構成であってもよい。

【0041】

制御ユニット３１は、シンクノード３本体各部の動作を制御する。また、制御ユニット３１は、記憶部３１ａを有している。

【0042】

無線通信部３２は、対応付けられている複数のセンサノード４との間における近距離無線通信を実行する。制御ユニット３１は、センサノード４から送信されてきた計測データを無線通信部３２で受信すると、受信した計測データを一時的に記憶部３１ａに記憶する。

【0043】

通信部３３は、ネットワーク１０を介して温度補正係数算出装置２と通信する。制御ユニット３１は、適当なタイミングで、記憶部３１ａに記憶している計測データを温度補正係数算出装置２に送信する。

【0044】

図５は、温度補正係数算出装置の主要部の構成を示すブロック図である。温度補正係数算出装置２は、制御ユニット２１と、通信部２２と、計測データデータベース２３（計測データＤＢ２３）を備えている。

【0045】

制御ユニット２１は、温度補正係数算出装置２本体各部の動作を制御する。また、制御ユニット２１は、分割部２１ａ、特性値取得部２１ｂ、および温度補正係数算出部２１ｃを有している。分割部２１ａ、特性値取得部２１ｂ、および温度補正係数算出部２１ｃについては、後述する。

【0046】

通信部２２は、ネットワーク１０を介してシンクノード３と通信する。制御ユニット２１は、シンクノード３から送信されてきた計測データを通信部２２で受信すると、受信した計測データを計測データＤＢ２３に記憶する。すなわち、計測データＤＢ２３には、各ひずみセンサ６の計測データが記憶される。また、上記したように、計測データには、ひずみセンサ６の識別コード、および計測日時が対応付けられている。したがって、計測データＤＢ２３に記憶されている計測データは、ひずみセンサ６別に分割することができる。また、計測データＤＢ２３に記憶されている計測データは、計測日で分割することもできる。

【0047】

次に、制御ユニット２１が有する分割部２１ａ、特性値取得部２１ｂ、および温度補正係数算出部２１ｃについて説明する。

【0048】

分割部２１ａは、計測データＤＢ２３に記憶されている計測データをひずみセンサ６別に分類する。また、分割部２１ａは、各ひずみセンサ６の計測データを、予め設定されている計測日を規定する条件で分割する。この例では、分割部２１ａは、各ひずみセンサ６の計測データを、月単位で分割する。すなわち、この例では、分割部２１ａは、各ひずみセンサ６の計測データを、１２個のグループに分割する。

【0049】

特性値取得部２１ｂは、分割部２１ａによって分割されたグループ毎に、ひずみセンサ６の出力の特性値（この発明で言う、第１特性値に相当する。）と、ひずみセンサ６周辺の温度の特性値（この発明で言う、第２特性値に相当する。）とを取得する。

【0050】

この例では、特性値取得部２１ｂは、分割部２１ａによって分割されたグループ毎に、そのグループに属する計測データについて、ひずみセンサ６の出力が閾値を超えたときにおける、ひずみセンサ６の出力の最大値の頻度分布を生成する。特性値取得部２１ｂは、グループ毎に、そのグループにおける頻度分布の最頻値である、ひずみセンサ６の出力の最大値を、当該グループのひずみセンサ６の出力の特性値として取得する。また、特性値取得部２１ｂは、グループ毎に、そのグループに属する計測データに含まれる、ひずみセンサ６周辺の温度の平均値を当該グループのひずみセンサ６周辺の温度の特性値として取得する。

【0051】

なお、ひずみセンサ６の出力の特性値は、ひずみセンサ６の出力の最大値の頻度分布における、最頻値に限らず、中央値、または平均値等にしてもよい。また、ひずみセンサ６周辺の温度の特性値についても、平均値に限らず、最頻値、または中央値等にしてもよい。

【0052】

上記したように、この例では、分割部２１ａが、計測データを月単位で分割している。このため、各グループにおいては、ひずみセンサ６の出力に対応付けられているひずみセンサ６周辺の温度の最大値と、最小値との温度差をある程度の大きさに抑えられる。また、各グループにおいては、ひずみセンサ６の経年劣化による出力の変動も抑えられる。また、グループ間における、橋梁の交通需要も同程度であると想定できる（橋梁の交通需要が、月単位で大きく変動することはないと想定される。）。

【0053】

したがって、グループ間における、ひずみセンサ６の出力の特性値の差は、計測時におけるひずみセンサ６周辺の温度差により生じた、ひずみセンサ６の感度の温度特性によるものである。

【0054】

温度補正係数算出部２１ｃは、ひずみセンサ６毎に、そのひずみセンサ６の出力に対する温度補正係数を算出する。温度補正係数算出部２１ｃは、グループ間で、ひずみセンサ６の出力の特性値、およびひずみセンサ６周辺の温度の特性値を比較することによって、ひずみセンサ６の出力に対する温度補正係数を算出する。

【0055】

温度補正係数算出部２１ｃは、ひずみセンサ６毎に、ひずみセンサ６周辺の温度の特性値の変化に対する、ひずみセンサ６の出力の特性値の変化を取得し、ひずみセンサ６周辺の温度の特性値の変化に対して、ひずみセンサ６の出力の特性値が略一定になる係数を温度補正係数として算出する。温度補正係数は、ひずみセンサ６周辺の温度をパラメータとする関数である。

【0056】

また、温度補正係数算出部２１ｃは、ひずみセンサ６の取付位置において、橋桁９のひずみが所定量であり、且つひずみセンサ６周辺の温度が所定の温度であるときに、ひずみセンサ６の出力が基準レベルになるように、温度補正係数を算出する。したがって、温度補正係数算出部２１ｃは、橋桁９に取り付けられている複数のひずみセンサ６間での感度のばらつきもキャンセルする温度補正係数を算出する。

【0057】

温度補正係数算出装置２の制御ユニット２１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、この発明にかかる温度補正係数算出プログラムを実行したときに、分割部２１ａ、特性値取得部２１ｂ、および温度補正係数算出部２１ｃとして動作する。また、メモリは、この発明にかかる温度補正係数算出プログラムを展開する領域や、この温度補正係数算出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２１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、この発明にかかる温度補正係数算出方法を実行するコンピュータである。

【0058】

温度補正係数算出装置２においてひずみセンサ６毎に算出された温度補正係数は、図示していない橋梁の状態を診断し、管理する装置に出力される。

【0059】

なお、橋梁の状態を診断し、管理する装置が、この温度補正係数算出装置２にかかる構成を備えていてもよい。

【0060】

＜３．動作例＞
次に、この例にかかる、センサノード４、シンクノード３、および温度補正係数算出装置２の動作について説明する。図６は、センサノードの動作を示すフローチャートである。図７は、シンクノードの動作を示すフローチャートである。図８は、温度補正係数算出装置の動作を示すフローチャートである。

【0061】

最初に、図６を参照しながら、センサノード４の動作について説明する。センサノード４は、設定されている計測開始時刻になるのを待つ（ｓ１）。この例では、センサノード４には、午前９：００～午前９：０５までの５分間と、午前０：００～午前０：０５までの５分間とが、計測時間帯として設定されている。センサノード４は、毎日、タイマ４１ｂで計時している時刻が、午前９：００、または午前０：００になると、計測開始時刻になったと判定する。

【0062】

センサノード４は、ｓ１で計測開始時刻になったと判定すると、ひずみセンサ接続部４２に接続されているひずみセンサ６の出力を、予め定めたサンプリング周波数（数百Ｈｚ程度）でサンプリングし、得られたひずみセンサ６の出力値（ひずみセンサ６の出力のディジタル値）を記憶部４１ｃに蓄積的に記憶する処理を開始する（ｓ２）。また、センサノード４は、温度センサ接続部４３に接続されている温度センサ７の出力を処理し、ひずみセンサ６の周辺の温度を検出する（ｓ３）。そして、センサノード４は、計測終了時刻（午前９：０５、または午前０：０５）になるのを待つ（ｓ４）。

【0063】

センサノード４は、ｓ２で開始したひずみセンサ６の出力値の記憶については、ｓ４で計測終了時刻になったと判定するまで、サンプリング周波数に応じた周期で繰り返す。一方、センサノード４は、ひずみセンサ６周辺の温度については、ｓ１で計測開始時刻になったと判定してから、ｓ４で計測終了時刻になったと判定するまでに、数回（１回でもよい。）検出するだけである。

【0064】

センサノード４は、ｓ４で計測終了時刻になったと判定すると、ｓ２で開始したひずみセンサ６の出力のサンプリングを終了する（ｓ５）。センサノード４は、今回の計測時間帯における計測データを生成する（ｓ６）。ｓ６で生成される計測データは、ｓ２で開始し、ｓ５で終了するまでの期間に得られたひずみセンサ６の出力値と、ひずみセンサ６周辺の温度とを対応付けたデータである。この計測データは、計測時間帯における、ひずみセンサ６の出力値を時系列に並べたデータである。また、この計測データには、ひずみセンサ６の識別コード、および計測日時が対応づけられている。

【0065】

なお、この例では、ひずみセンサ６周辺の温度は、計測時間帯に、温度センサ７の出力を処理して検出したひずみセンサ６の周辺の温度の平均値である。

【0066】

センサノード４は、ｓ６で計測データを生成すると、今回生成した計測データをシンクノード３に送信し（ｓ７）、ｓ１に戻る。シンクノード３への計測データの送信は、無線通信部４４における近距離無線通信で行われる。

【0067】

このように、センサノード４は、予め設定されている計測時間帯における、ひずみセンサ６の出力と、ひずみセンサ６周辺の温度とを対応づけた計測データを取得し、これをシンクノード３に送信する。

【0068】

次に、図７を参照しながら、シンクノード３の動作について説明する。シンクノード３は、無線通信部３２で、センサノード４から送信されてきた計測データを受信すると、センサノード４からの計測データの受信が完了するまで、今回受信した計測データを記憶部３１ａに蓄積的に記憶する（ｓ１１～ｓ１３）。シンクノード３は、センサノード４からの計測データの受信が完了すると、今回記憶部３１ａに記憶した計測データを温度補正係数算出装置２に転送し（ｓ１４）、ｓ１１に戻る。温度補正係数算出装置２への計測データの転送は、通信部３３におけるネットワーク１０を介したデータ通信で行われる。

【0069】

このように、この例にかかるシンクノード３は、センサノード４から、温度補正係数算出装置２へ送られる計測データを中継する。

【0070】

なお、センサノード４が、温度補正係数算出装置２と直接通信できる構成にすれば、シンクノード３を不要にできる。

【0071】

次に、図８を参照しながら、温度補正係数算出装置２の動作について説明する。温度補正係数算出装置２は、通信部２２で、シンクノード３から送信されてきた計測データを受信するか、ひずみセンサ６の温度補正係数を算出する算出タイミングになるのを待つ（ｓ２１、ｓ２２）。温度補正係数算出装置２は、現在の日時を計時するタイマ（不図示）を制御ユニット２１に有している。

【0072】

温度補正係数算出装置２は、ｓ２１で計測データを受信したと判定すると、今回受信した計測データを計測データＤＢ２３に記憶し（ｓ２３）、ｓ２１に戻る。

【0073】

また、温度補正係数算出装置２は、ｓ２２で、ひずみセンサ６の温度補正係数を算出する算出タイミングになったと判定すると、温度補正係数を算出する対象のひずみセンサ６を選択する（ｓ２４）。温度補正係数算出装置２は、ｓ２４で選択した対象のひずみセンサ６の計測データを計測データＤＢ２３から抽出する（ｓ２５）。

【0074】

温度補正係数算出装置２は、ｓ２５で抽出した計測データを計測日で分割する（ｓ２６）。この例では、温度補正係数算出装置２は、ｓ２５で抽出した計測データを月単位で１２個のグループに分割する。

【0075】

分割部２１ａが、ｓ２５、およびｓ２６にかかる処理を行う。

【0076】

温度補正係数算出装置２は、ｓ２６で分割したグループ毎に、ひずみセンサ６の出力の最大値の頻度データを生成する（ｓ２７）。ｓ２７では、ｓ２６で分割したグループ毎に、そのグループに属する計測データ毎に、ひずみセンサ６の出力が予め定めた閾値を超えたときにおける、このひずみセンサ６の出力の最大値を検出する。例えば、ひずみセンサ６の出力の大きさが図９に示すパターンである計測データであれば、最大値を検出するタイミングは３つである。

【0077】

温度補正係数算出装置２は、ｓ２６で分割したグループ毎に、そのグループに属する計測データを処理して検出した最大値の大きさ別に、検出回数を計数したものを、ひずみセンサ６の出力の頻度データとして生成する。

【0078】

温度補正係数算出装置２は、ｓ２６で分割したグループ毎に、ひずみセンサ６の出力の特性値、およびひずみセンサ６周辺の温度の特性値を取得する（ｓ２８）。ひずみセンサ６の出力の特性値は、ひずみセンサ６の出力の最大値の最頻値である。また、ひずみセンサ６周辺の温度の特性値は、そのグループに属する計測データに含まれている、ひずみセンサ６周辺の温度の平均値である。

【0079】

特性値取得部２１ｂが、ｓ２７、およびｓ２８にかかる処理を行う。

【0080】

温度補正係数算出装置２は、グループ間で、ひずみセンサ６の出力の特性値、およびひずみセンサ６周辺の温度の特性値を比較することによって、ひずみセンサ６の出力に対する温度補正係数を算出する（ｓ２９）。温度補正係数算出部２１ｃが、ｓ２９にかかる処理を行う。

【0081】

温度補正係数算出部２１ｃは、ひずみセンサ６周辺の温度の特性値の変化に対して、ひずみセンサ６の出力の特性値が略一定になる係数を温度補正係数として算出する。温度補正係数は、ひずみセンサ６周辺の温度をパラメータとする関数である。

【0082】

また、温度補正係数算出部２１ｃは、ひずみセンサ６の取付位置において、橋桁９のひずみが所定量であり、且つひずみセンサ６周辺の温度が所定の温度であるときに、ひずみセンサ６の出力が基準レベルになるように、温度補正係数を算出する。したがって、温度補正係数算出部２１ｃは、橋桁９に取り付けられている複数のひずみセンサ６間での感度のばらつきもキャンセルする温度補正係数を算出することができる。

【0083】

温度補正係数算出装置２は、ｓ２４で選択したひずみセンサ６に対する温度補正係数を算出すると、未処理のひずみセンサ６（この時点で温度補正係数を算出していないひずみセンサ６）の有無を判定する（ｓ３０）。温度補正係数算出装置２は、未処理のひずみセンサ６があれば、ｓ２４に戻って上記処理を繰り返す。また、温度補正係数算出装置２は、未処理のひずみセンサ６がなければ、ｓ２１に戻る。

【0084】

このように、この例にかかる感度補正システムでは、橋梁の橋桁９に取り付けたひずみセンサ６毎に、そのひずみセンサ６の温度特性をキャンセルする温度補正係数を算出し、取得することができる。したがって、ひずみセンサ６周辺の温度変化に影響されることなく、橋梁の状態の診断、管理が行える。

【0085】

＜４．変形例＞
上位の例では、ひずみセンサ６の計測データを、計測日で複数のグループに分割するとしたが、計測データに含まれているひずみセンサ６周辺の温度で複数のグループに分割してもよい。具体的には、ひずみセンサ６周辺の温度範囲を予め設定しておく。例えば、ひずみセンサ６周辺の温度範囲として、５℃以下、５℃～８℃、８℃～１１℃、１１℃～１４℃、１４℃～１７℃、１７℃～２０℃、２０℃～２３℃、２３℃～２６℃、２６℃～２９℃、２９℃～３２℃、３２℃～３５℃、３５℃以上の１２個の範囲を設定しておく。そして、上記したｓ２６で、計測データを、その計測データに含まれているひずみセンサ６周辺の温度によって、いずれかの温度範囲のグループに分類する。

【0086】

このように計測データを分割すれば、各グループに属する計測データ間での、ひずみセンサ６周辺の温度のばらつきを抑えることができる。これにより、ｓ２８における、ひずみセンサ６の出力の特性値、およびひずみセンサ６周辺の温度の特性値の取得が精度よく行える。したがって、ひずみセンサ６に対して適正な温度補正係数を算出することができる。

【0087】

また、上記の例で示した、ひずみセンサ６は、橋梁の振動にかかる物理量を計測することができる他の種類のセンサ（例えば、加速度センサ、ＡＥセンサ）に置き換えてもよい。

【0088】

また、上記の例で説明した温度補正係数を算出する構成は、センサノード４に設けてもよい。但し、この場合、センサノード４は、接続されているひずみセンサ６についてのみ、温度補正係数を算出する。

【0089】

また、上記の例におけるセンサノード４とシンクノード３とを一体化してもよい。

【0090】

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、図６～図８に示したフローチャートにおける各処理の順番等についても、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入れ換えてもよい。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。

【0091】

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＞
移動体（１００）が通行する橋梁に取り付けられ、前記橋梁の振動にかかる物理量を計測した前記センサ（６）の出力と、計測時における前記センサ（６）周辺の温度とを対応付けた計測データを収集するデータ収集部（２３）と、
前記データ収集部（２３）において収集された前記計測データを、予め定めた条件で複数のグループに分割する分割部（２１ａ）と、
前記分割部（２１ａ）によって分割された前記グループ毎に、そのグループに属する前記計測データについて、前記センサ（６）の出力の第１特性値、および前記センサ周辺の温度の第２特性値を取得する特性値取得部（２１ｂ）と、
前記分割部（２１ａ）によって分割された前記グループ間で、前記第１特性値、および前記第２特性値を比較し、前記センサ（６）の出力に対する温度補正係数を算出する算出部（２１ｃ）と、を備えた温度補正係数算出装置（２）。

【符号の説明】

【0092】

１…感度補正システム
２…温度補正係数算出装置
３…シンクノード
４…センサノード
６…ピエゾ式ひずみセンサ（ひずみセンサ）
７…温度センサ
８…橋脚
９…橋桁
２１…制御ユニット
２１ａ…分割部
２１ｂ…特性値取得部
２１ｃ…温度補正係数算出部
２２…通信部
２３…計測データデータベース（計測データＤＢ）
３１…制御ユニット
３１ａ…記憶部
３２…無線通信部
３３…通信部
４１…制御ユニット
４１ａ…計測データ生成部
４１ｂ…タイマ
４１ｃ…記憶部
４２…センサ接続部
４３…温度センサ接続部
４４…無線通信部
１００…車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】