(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面性状測定車に対して左右対称位置に配置されそれぞれ上方から路面を撮像する左右一対のＣＣＤ内蔵型のひび割れ検出用カメラと、当該左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離を自在に変更することができるようにして当該左右一対のひび割れ検出用カメラを支持するカメラ間距離可変装置と、上記路面性状測定車に搭載され上記各ひび割れ検出用カメラと路面との間の距離を測定する上下方向距離計と、上記路面性状測定車に搭載され上記ひび割れ検出用カメラの出力信号について画像処理を行い上記路面上の白線に関する画像上の白線認識データと上記路面上のひび割れに関する画像上のひび割れデータとをそれぞれ出力する画像処理装置と、演算処理装置とを備え、当該演算処理装置が、上記画像処理装置から送られた上記白線認識データと、上記画像処理装置から送られた上記ひび割れデータと、上記ひび割れ検出用カメラの視野に関する諸元データと、上記上下方向距離計から送られた上記各ひび割れ検出用カメラと路面との間の距離に関する距離データと、上記左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離に関する距離データと、上記ひび割れ検出用カメラの光軸と上記路面性状測定車との間の距離に関する距離データとを入力データとして演算処理を行い、道路幅員の算出と、当該道路幅員に対する上記ひび割れの位置の算出とを行うように構成されていることを特徴とする、路面性状測定車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面性状測定車に関し、特に、少なくとも道路幅員と道路幅員に対するひび割れの位置とを計測することができるようにした、路面性状測定車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
路面のひび割れを測定するためには、従来、図７の斜視図に示すように、車両０１の前部上方に配設されそれぞれ下方を撮像する左右１対のひび割れ検出用カメラ０２、車体央部に搭載された画像処理装置０４及び演算処理装置０５からなる路面性状測定装置が知られている。
そして、同路面性状測定装置においては、図８のブロック図に示すアルゴリズムによって種々の路面性状の測定が行われるようになっている。
この種の路面性状測定装置においては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｄｅｖｉｃｅ）すなわち、光信号を電気信号に変える電荷結合素子を内蔵するカメラであるひび割れ検出用カメラ０２は、路面の影像を作り、画像処理装置０４は、ひび割れ検出用カメラ０２から電気信号で送られてくる画像データを画像処理することによりひび割れを検出する。
また、演算処理装置０５は、画像処理装置０４で得られたひび割れデータを演算処理することにより、ひび割れ画像の面積評価（単位面積当たりのひび割れ量）の判定を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ひび割れ検出用カメラで捉えた影像は画像処理によるひび割れ検出にのみ用いられており、ひび割れの位置測定には別途装置の装着が必要であった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、ひび割れの有無のみならず、少なくとも道路幅員と道路幅員に対するひび割れの位置をも測定することが可能な高性能かつ経済的な路面性状測定車を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の路面性状測定車は、路面性状測定車に対して左右対称位置に配置されそれぞれ上方から路面を撮像する左右一対のＣＣＤ内蔵型のひび割れ検出用カメラと、当該左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離を自在に変更することができるようにして当該左右一対のひび割れ検出用カメラを支持するカメラ間距離可変装置と、上記路面性状測定車に搭載され上記各ひび割れ検出用カメラと路面との間の距離を測定する上下方向距離計と、上記路面性状測定車に搭載され上記ひび割れ検出用カメラの出力信号について画像処理を行い上記路面上の白線に関する画像上の白線認識データと上記路面上のひび割れに関する画像上のひび割れデータとをそれぞれ出力する画像処理装置と、演算処理装置とを備え、当該演算処理装置が、上記画像処理装置から送られた上記白線認識データと、上記画像処理装置から送られた上記ひび割れデータと、上記ひび割れ検出用カメラの視野に関する諸元データと、上記上下方向距離計から送られた上記各ひび割れ検出用カメラと路面との間の距離に関する距離データと、上記左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離に関する距離データと、上記ひび割れ検出用カメラの光軸と上記路面性状測定車との間の距離に関する距離データとを入力データとして演算処理を行い、道路幅員の算出と、当該道路幅員に対する上記ひび割れの位置の算出とを行うように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
このような構成によれば、車両を白線に沿って走行させ、カメラ間距離可変装置により左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離を最適な距離に自在に変更して、当該ひび割れ検出用カメラ及び画像処理装置により路面の白線エッジを検出するとともに、カメラ〜路面間距離測定器によりひび割れ検出用カメラ〜路面間の距離又は変位を検出する。その間、演算処理装置により、ひび割れ検出用カメラの出力データ、上下方向距離計の出力データ、画像処理装置の出力データ、左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離に関する距離データ及びひび割れ検出用カメラの光軸と路面性状測定車との間の距離に関する距離データに基づいて、少なくとも道路幅員と、道路幅員に対するひび割れの位置とが演算により求められる。
【０００７】
【実施例】
以下本発明を理解し易くするための参考例としての路面性状測定車及び本発明の実施例としての路面性状測定車について図面により説明する。図１は参考例としての路面性状測定車（以下測定車という）の一例を示す全体斜視図、図２は図１の測定車により道路幅員、道路幅員に対するびひび割れの位置及び測定車の位置を検出する際の幾何学的量の関係を示す正面図、図３は図１の測定車による路面性状測定時の画像処理のアルゴリズムを示すブロック図、図４は本発明の実施例としての路面性状測定車を示す全体斜視図、図５は図４の測定車により道路幅員、道路幅員に対するひび割れの位置及び測定車の位置を検出する際の幾何学的量の関係を示す正面図、図６は図４の測定車による路面性状測定時の画像処理のアルゴリズムを示すブロック図である。
【０００８】
まず、図１において、車両１にひび割れ検出用カメラ２（２ａ，２ｂ）、カメラ〜路面間距離測定器３（３ａ，３ｂ）、画像処理装置４、演算処理装置５が取り付けられている。ひび割れ検出用カメラ２は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｄｅｖｉｃｅ；光信号を電気信号に変える電荷結合素子）カメラである。
カメラ〜路面間距離測定器３は、ひび割れ検出用カメラ２と路面との距離を路面へ向けて投光し路面で反射する光パルスの往復時間により算出し、電気信号で出力できるレーザー距離計である（ＰＳＤ（位置検出素子）方式のレーザー距離計又は超音波距離計でも距離は測定可能である）。
【０００９】
このような装置において、図２に示すようにひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂは、互いに距離Ｌの間隔を保持し、測定車に取り付けられている。
ひび割れ検出用カメラ２ａは横方向の視野角α、横方向の画素数Ｘを有するＣＣＤカメラであり、ひび割れ検出用カメラｂは横方向の視野角β、横方向の画素数Ｙを有するＣＣＤカメラである。
カメラ〜路面間距離測定器３ａにより測定された上下距離はＨａであり、カメラ〜路面間距離測定器３ｂにより測定された上下距離はＨｂであり、横方向距離Ａはひび割れ検出用カメラ２ａに映る路面上の検出範囲の幅であり、横方向距離Ｂはひび割れ検出用カメラ２ｂに映る路面の幅である。
また、横方向距離ａは、ひび割れ検出用カメラ２ａに映る路面の端と白線のエッジとの距離であり、距離ｂはひび割れ検出用カメラ２ｂに映る路面上の検出範囲の一端と白線のエッジとの距離であり、距離ｌ（エル）はひび割れ検出用カメラ２ａの光軸と車両１の側面との距離であり、構造上求められている。
路面幅員は、車線の両端の白線間距離で定義されるものとし、車両位置は、ひび割れ検出用カメラ２ａに映る路面上の白線のエッジと車両１の側面との距離であると定義する。
【００１０】
このような装置によれば、図３に示すように、ひび割れ検出用カメラ２ａの画像データは画像処理装置４に送られ、ひび割れ及び白線の検出がそれぞれ独立して行われる。
ひび割れの検出については、図８について略説したところであるが、これをまず本参考例について詳説する。
すなわち、図３に示すように、幅員の両端を示す白線の検出において、濃度変換は、白線のコントラストを強調し背景のコントラストを低くする処理であり、平滑化は、画像データのノイズを低減する処理であり、濃度閾値決定は、事前に取得した画像データの濃度平均値に基づいて画像から白線を切り出すために濃度の閾値を決定する処理である。
２値化は濃度閾値決定の処理で決定した閾値を用いて０（背景）と１（白線）の２値で画像を表現する処理であり、エッジ検出は各画素について隣接する画素との濃度の絶対値をとり、最大値を差分値画像データとする処理であり、換言すれば、特徴の急激な変化を利用して白線と背景との境界を検出する処理である。  白線認識は、検出されたエッジが、路面の白線のエッジであるかどうかを判定し、路面の白線のエッジであると判定されたもののみを出力する処理である。
【００１１】
ここで述べている路面の白線とは、車線を分けるために路面に引かれている白線を指し、路面の白線のエッジであるかどうかの判定方法は、まず、画像処理装置４で２値化されたデータのうち、ある横断方向の１列に注目し、あらかじめ入力してある白線幅のデータと照合し、同様の傾向、すなわち白線幅に相当する白線であることを示すデータの列が発見された場合、それを白線の候補とする。
【００１２】
次に、その隣の横断方向の１列に注目し、同じ処理を行い、さらにこの処理を縦断方向（道路進行方向）のある長さに相当する分行う。
これらの処理で得られた白線の候補がある確率以上で現れ、さらにその白線であることを示すデータの現れるある許容値をもった位置が、ある確率以上でほぼ同一確率であるとき、これら白線の候補は白線と判定される。そして、エッジ検出が行われたもののうち、白線のエッジであると判定されたものがある場合、ひび割れ検出用カメラ２ａの画像端から白線のエッジまでの画素数ｘを算出する。ｘは演算処理装置５へ送られる。
【００１３】
ひび割れ検出用カメラ２ｂの画像データは画像処理装置４に送られ、ひび割れ検出用カメラ２ａの画像データの画像処理と同様の画像処理を行うことにより、ひび割れカメラ２ｂの画面端から白線のエッジまでの画素数ｙを算出する。ｙは演算処理装置５へ送られる。
ひび割れ検出用カメラ２ａの諸元である横断方向の視野角α、横断方向の画素数Ｘは、演算処理装置５へ送られる。ひび割れ検出用カメラ２ｂの諸元である横断方向の視野角β、横断方向の画素数Ｙも、演算処理装置５へ送られる。
カメラ〜路面間距離測定器３ａで取得した距離データＨａも演算処理装置５に送られ、カメラ〜路面間距離測定器３ｂで取得した距離データＨｂも演算処理装置５に送られる。
【００１４】
さらに、ひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂ間距離Ｌは、演算処理装置５に送られ、ひび割れ検出用カメラ２ａの光軸と車両１との距離ｌ（エル）も演算処理装置５に送られ、演算処理装置５に送られてきたデータのうち、ｘ，ｙ，Ｘ，Ｙ，α，βを用いることにより、Ａ，Ｂ，ａ，ｂが図中に示す式により演算される。
演算処理装置５で計算した値Ａ，Ｂ，ａ，ｂ及び演算処理装置５に送られてきたデータＬにより道路幅員としての白線間の幅員が、図中に示す式により算出され、また、演算処理装置５で計算した値Ａ，ａ及び演算処理装置５に送られてきたデータｌ（エル）により、車両位置が算出される。
【００１５】
なお、白線が途切れている箇所については、画面に白線があったときの最後の白線のエッジのデータを用いる。これは車両を白線に沿って走行させていることを前提とした考え方に基づく。
以上の要領により、白線間の幅員を測定するとともに、ひび割れの白線に対する位置を測定する。
また、演算処理装置５で得られた車両位置のデータを用いて、車両１に付加している他の測定装置（わだち掘れ測定装置、平坦性測定装置）の測定ポイントの位置測定が可能になる。
【００１６】
次に、本発明の実施例について説明すると、図４に示すように、本実施例においては、図１の車両１における左右のひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂの間に、ひび割れ検出用カメラ間距離可変装置６を組み込んでいる。
ひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂと、ひび割れ検出用カメラ間距離可変装置６とは、横方向のカメラ取付け棒８ａ，８ｂで結合されている。ひび割れ検出用カメラ間距離可変装置６とカメラ取付け棒８ａ，８ｂとは、車両幅方向にスライド可能な構造になっており、油圧や空気圧によるシリンダー・ピストン型としてもよいし、スライドレール型としてもよい。
ひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂは、それぞれ取付け棒８ａ，８ｂと固定されており、カメラ取付け棒８ａと８ｂは互いに独立しており、ひび割れ検出用カメラ２ａと２ｂは互いに独立して位置を変えることができる。
【００１７】
このような本発明の実施例によれば、そのひび割れ測定時の幾何学的量を示す正面図は図５に示すようになり、ひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂは、Ｌ＋Ｌａ＋Ｌｂの間隔を保持し車両に並設されている。
したがって、ひび割れ検出用カメラ２ａは、図２に示した参考例の位置から図面左方へ（車両の右方へ）Ｌａだけ移動させた位置にあり、ひび割れ検出用カメラ２ｂは図２に示した参考例における位置から図面右方（車両左方へ）Ｌｂだけ移動した位置にある。
距離Ｌａはカメラ取付け棒８ａをスライドさせることにより変更可能であり、距離Ｌｂはカメラ取付け棒８ｂをスライドさせることにより変更可能である。
なお、車両１、ひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂ、カメラ〜路面間距離測定器３ａ，３ｂについては参考例と同一である。
【００１８】
このような本発明の実施例による路面性状の計測は、図６に示すフローチャートにしたがって行われ、その際のひび割れ検出用カメラ２ａ，２ｂの位置は図２に示した距離Ｌ，ｌ（エル）をそれぞれＬ＋Ｌａ＋Ｌｂ，Ｌａ＋ｌ（エル）に置き換えたものとなる。
したがって、本発明の実施例では、参考例よりも左右のカメラ間隔は、可変長Ｌａ＋Ｌｂだけ長くなり、参考例に比べて、より広い幅にわたってひび割れ等の計測を行うことが可能となる。
なお、白線が途切れている箇所については、画面に白線があったときの最後の白線のエッジのデータを用いる。これは車両を白線に沿って走行させていることを前提とした考え方に基づく。
以上より、道路幅員としての白線間の幅員を測定するとともに、道路幅員としての白線間の幅員に対するひび割れの位置を測定する。
また、演算処理装置５で得られた車両位置のデータを用いて、車両１に付加している他の測定装置（わだち掘れ測定装置、平坦性測定装置）の測定ポイントの位置測定が可能になる。
【００１９】
【発明の効果】
このような本発明の実施例によれば、従来の路面性状測定装置にひび割れ検出用カメラ〜路面間距離測定器を付加することにより、白線間の幅員及び白線を基準とした車両位置を検出し、道路幅員としての白線間の幅員の測定及び白線間の幅員に対するひび割れの位置測定が可能になる。
また、本装置で得られた白線を基準とした車両位置のデータを用いて車両に付加している他の測定装置の測定ポイントの位置測定が可能になる。
【００２０】
要するに、本発明の路面性状測定車によれば、路面性状測定車に対して左右対称位置に配置されそれぞれ上方から路面を撮像する左右一対のＣＣＤ内蔵型のひび割れ検出用カメラと、当該左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離を自在に変更することができるようにして当該左右一対のひび割れ検出用カメラを支持するカメラ間距離可変装置と、上記路面性状測定車に搭載され上記各ひび割れ検出用カメラと路面との間の距離を測定する上下方向距離計と、上記路面性状測定車に搭載され上記ひび割れ検出用カメラの出力信号について画像処理を行い上記路面上の白線に関する画像上の白線認識データと上記路面上のひび割れに関する画像上のひび割れデータとをそれぞれ出力する画像処理装置と、演算処理装置とを備え、当該演算処理装置が、上記画像処理装置から送られた上記白線認識データと、上記画像処理装置から送られた上記ひび割れデータと、上記ひび割れ検出用カメラの視野に関する諸元データと、上記上下方向距離計から送られた上記各ひび割れ検出用カメラと路面との間の距離に関する距離データと、上記左右一対のひび割れ検出用カメラ間の距離に関する距離データと、上記ひび割れ検出用カメラの光軸と上記路面性状測定車との間の距離に関する距離データとを入力データとして演算処理を行い、道路幅員の算出と、当該道路幅員に対する上記ひび割れの位置の算出とを行うように構成されているので、ひび割れの有無のみならず、道路幅員と道路幅員に対するひび割れの位置をも測定することができ、ひび割れ等路面性状の測定幅を広くすることができ、高性能かつ経済的な路面性状測定車を得ることができるので、本発明は産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例としての路面性状測定車の一例を示す全体斜視図である。
【図２】図１の路面性状測定車により道路幅員、道路幅員に対するひび割れの位置及び測定車の位置を検出する際の幾何学的量の関係を示す正面図である。
【図３】図１の測定車による路面性状測定時の画像処理のアルゴリズムを示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例としての路面性状測定車を示す全体斜視図である。
【図５】図４の路面性状測定車により道路幅員、道路幅員に対するひび割れの位置及び測定車の位置を検出する際の幾何学的量の関係を示す正面図である。
【図６】図４の測定車による路面性状測定時の画像処理のアルゴリズムを示すブロック図である。
【図７】従来の路面性状測定車を示す全体斜視図である。
【図８】図７の測定車による路面性状測定時の画像処理のアルゴリズムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１    路面性状測定車（測定車）
２ａ，２ｂ    ひび割れ検出用カメラ
３ａ，３ｂ    カメラ〜路面間距離測定器
４    画像処理装置
５    演算処理装置
６    ひび割れ検出用カメラ間距離可変装置
７ａ，７ｂ    カメラ取付け棒セットねじ
８ａ．８ｂ    カメラ取付け棒
【図１】
0003605164.tif 000002
【図２】
0003605164.tif 000003
【図３】
0003605164.tif 000004
【図４】
0003605164.tif 000005
【図５】
0003605164.tif 000006
【図６】
0003605164.tif 000007
【図７】
0003605164.tif 000008
【図８】
0003605164.tif 000009