(57)【要約】【課題】測定精度を高めつつ、車両選択の自由度が高く安価に路面性状を測定することができる路面性状測定装置及び路面性状測定方法を提供する。【解決手段】路面性状測定装置１は、互いの光軸が平行であって、かつ、上下に所定距離だけ離間する少なくとも２つの光Ｌａを路面Ｓの横断方向に沿って照射する光源部１０と、路面Ｓに投影された光Ｌａの走査軌跡Ｌｂを上方から撮像する撮像部２０と、撮像部２０で撮像された画像Ｉから走査軌跡Ｌｂ同士の離間距離ＬHと走査軌跡Ｌｂの歪み量ΔＬとを求め、走査軌跡Ｌｂ同士の離間距離ＬHと走査軌跡Ｌｂの歪み量ΔＬと光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈとに基づきわだち掘れ量Ｒを測定する制御部３０と、を備える。【選択図】図２
2015031616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの光軸が平行であって、かつ、上下に所定距離だけ離間する少なくとも２つの光を路面の横断方向に沿って照射する光源部と、
前記路面に投影された前記光の走査軌跡を上方から撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像から前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量とを求め、前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量と前記光軸同士の垂直方向の離間距離とに基づき前記路面の凹凸量を測定する制御部と、
を備えることを特徴とする路面性状測定装置。
【請求項２】
前記制御部は、下記式（１）により前記路面の凹凸量を測定することを特徴とする請求項１に記載の路面性状測定装置。
Ｒ＝ΔＬ・ｔａｎ[ｓｉｎ−１（Ｈ／ＬH）]  （１）
Ｒ  ：路面の凹凸量
Ｈ  ：光軸同士の垂直方向の離間距離
ΔＬ：走査軌跡の歪み量
ＬH ：走査軌跡同士の離間距離
【請求項３】
互いの光軸が平行であって、かつ、上下に所定距離だけ離間する少なくとも２つの光を路面の横断方向に沿って照射する照射工程と、
前記路面に投影された前記光の走査軌跡を上方から撮像する撮像工程と、
撮像された画像から前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量とを求め、前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量と前記光軸同士の垂直方向の離間距離とに基づき前記路面の凹凸量を測定する測定工程と、
を含むことを特徴とする路面性状測定方法。
【請求項４】
前記測定工程では、下記式（１）により前記路面の凹凸量を測定することを特徴とする請求項３に記載の路面性状測定方法。
Ｒ＝ΔＬ・ｔａｎ[ｓｉｎ−１（Ｈ／ＬH）]  （１）
Ｒ  ：路面の凹凸量
Ｈ  ：光軸同士の垂直方向の離間距離
ΔＬ：走査軌跡の歪み量
ＬH ：走査軌跡同士の離間距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面の凹凸量を測定する路面性状測定装置及び路面性状測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面の凹凸量を測定する方法として、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、単一の光を路面に照射し、路面に投影された光の走査軌跡を撮像し、撮像した画像から走査軌跡の歪み量を計算し、計算した歪み量からわだち掘れ量を求める路面性状測定装置が開示されている。特許文献１では、前記路面性状測定装置を搭載した車両を走行させることで、走行した路面のわだち掘れ量を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−８６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、車両の振動が生じ、光源部の取付角度が変化すると、走査軌跡も必然的に変化してしまう。その結果、実際のわだち掘れ量と、走査軌跡の歪み量から測定したわだち掘れ量とに誤差が生じるため、測定精度が低下するという問題がある。
【０００５】
このような問題の対処方法として、光源部の取付角度が鉛直に近いほど車両の振動の影響を受けにくいという性質を利用することが考えられる。しかし、取付角度が鉛直に近いほど振動の影響を受けにくいが、わだち掘れ量の走査軌跡の差（歪み量）を読み取りにくくなるため、結局測定精度が低下する。逆に、取付角度が水平に近いほどわだち掘れ量の走査軌跡の差を読み取りやすくなるが、振動の影響を受けやすくなるため、振動が生じる箇所では測定精度が低下する。
【０００６】
そこで、現在、特許文献１の技術を用いて測定する場合には、路面性状測定車のような大型の専用車両を使用することで、車両の振動を小さくし、実際のわだち掘れ量との誤差が大きくならないようにしている。しかし、この測定方法では、測定を行える車両が限定されるという問題やコストが嵩むという問題がある。
【０００７】
なお、このような問題は、例えば、路面の陥没や段差等を測定する場合にも共通してあてはまる問題である。
【０００８】
本発明は、このような観点から創案されたものであり、測定精度を高めつつ、車両選択の自由度が高く安価に路面性状を測定することができる路面性状測定装置及び路面性状測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明の路面性状測定装置は、互いの光軸が平行であって、かつ、上下に所定距離だけ離間する少なくとも２つの光を路面の横断方向に沿って照射する光源部と、前記路面に投影された前記光の走査軌跡を上方から撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像から前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量とを求め、前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量と前記光軸同士の垂直方向の離間距離とに基づき前記路面の凹凸量を測定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記制御部は、下記式（１）により前記路面の凹凸量を測定するのが望ましい。
Ｒ＝ΔＬ・ｔａｎ[ｓｉｎ−１（Ｈ／ＬH）]  （１）
Ｒ  ：路面の凹凸量
Ｈ  ：光軸同士の垂直方向の離間距離
ΔＬ：走査軌跡の歪み量
ＬH ：走査軌跡同士の離間距離
【００１１】
本発明によれば、走査軌跡同士の離間距離と走査軌跡の歪み量と光軸同士の垂直方向の離間距離とに基づいて路面の凹凸量を測定することで、車両の振動が生じた場合でも、実際の路面の凹凸量との誤差を補正し、測定精度を高めることができる。また、車両の振動の影響を受けにくいので、大型の専用車を使用する必要はなく、通常の車両を使用してもよいため、車両選択の自由度が高く安価に路面性状を測定することができる。
【００１２】
また、前記課題を解決するために、本発明の路面性状測定方法は、互いの光軸が平行であって、かつ、上下に所定距離だけ離間する少なくとも２つの光を路面の横断方向に沿って照射する照射工程と、前記路面に投影された前記光の走査軌跡を上方から撮像する撮像工程と、撮像された画像から前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量とを求め、前記走査軌跡同士の離間距離と前記走査軌跡の歪み量と前記光軸同士の垂直方向の離間距離とに基づき前記路面の凹凸量を測定する測定工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
なお、前記測定工程では、下記式（１）により前記路面の凹凸量を測定するのが望ましい。
Ｒ＝ΔＬ・ｔａｎ[ｓｉｎ−１（Ｈ／ＬH）]  （１）
Ｒ  ：路面の凹凸量
Ｈ  ：光軸同士の垂直方向の離間距離
ΔＬ：走査軌跡の歪み量
ＬH ：走査軌跡同士の離間距離
【００１４】
本発明によれば、走査軌跡同士の離間距離と走査軌跡の歪み量と光軸同士の垂直方向の離間距離とに基づいて路面の凹凸量を測定することで、車両の振動が生じた場合でも、実際の路面の凹凸量との誤差を補正し、測定精度を高めることができる。また、車両の振動の影響を受けにくいので、大型の専用車を使用する必要はなく、通常の車両を使用してもよいため、車両選択の自由度が高く安価に路面性状を測定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の路面性状測定装置及び路面性状測定方法によれば、測定精度を高めつつ、車両選択の自由度が高く安価に路面性状を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る路面性状測定装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光源部、撮像部、制御部の設置箇所を示す模式図である。
【図３】路面に投影された光の走査軌跡を上方から撮像した画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、本発明の路面性状測定装置でわだち掘れ量を測定する場合を例にとって説明するが、路面性状測定装置の使用目的を限定するものではない。
【００１８】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る路面性状測定装置１は、光源部１０と、撮像部２０と、制御部３０と、位置測定部４０と、入力部５０と、表示部６０と、を主に備えている。図２に示すように、路面性状測定装置１は、車両Ｖに搭載され、車両Ｖを走行させることで走行した路面Ｓのわだち掘れ量Ｒを測定する装置である。
【００１９】
光源部１０は、図２に示すように、車両Ｖの前部に斜め下向きに複数（例えば２つ）設置されている。２つの光源部１０は、互いの光軸が平行となるように上下に重ねて設置されている。光源部１０は、車両Ｖの前方領域の路面Ｓに、レーザ光等の光Ｌａを照射する。光Ｌａの照射角度（光源部１０の取付角度）は、例えば、水平面に対し２５度だけ斜め上方となるように設定されている。この照射角度は適宜変更してよい。路面Ｓに投影された光Ｌａは、図３に示すように、路面Ｓの横断方向に沿う２本の走査軌跡Ｌｂを描く。走査軌跡Ｌｂは、互いに平行であって、わだち掘れ量Ｒに応じて歪んでいる。つまり、走査軌跡Ｌｂの凹部は、わだち掘れの深さや形状を表している。また、走査軌跡Ｌｂの直線部は、路面Ｓの平坦部を表している。なお、隣り合う光源部１０同士は、上下に所定間隔を空けて設置されてもよい。
【００２０】
撮像部２０は、図２に示すように、支持体７０を介して車両Ｖの前部よりも前方に離間して設置されている。撮像部２０は、鉛直下向きに設置されたデジタルカメラ等で構成されている。図２中のドットは、撮像部２０の撮像領域を示している。撮像部２０は、図３に示すように、２本の走査軌跡Ｌｂを含む路面Ｓの所定領域を上方から所定時間間隔で撮像する。撮像された画像Ｉは、制御部３０に出力される。なお、撮像部２０は、ラインセンサカメラ、ビデオカメラ、フィルムカメラ等で構成されてもよい。
【００２１】
位置測定部４０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等で構成されている。位置測定部４０は、位置データ（緯度、経度、高度）を取得する。取得した位置データは、制御部３０に出力される。なお、位置測定部４０は、車両Ｖの移動距離を検出する距離センサ等で構成されてもよい。かかる構成では、車輪の回転数と予め記憶された車輪の半径とに基づいて移動距離を検出する。
【００２２】
入力部５０は、キーボードやマウス等で構成されている。入力部５０は、光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈ等を入力する機能を備える。図２に示すように、光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈは、隣り合う光Ｌａ間の垂直距離を意味する。光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈは、制御部３０に記憶される。
【００２３】
表示部６０は、プリンタ及びモニタ等で構成されている。表示部６０は、入力部５０によるデータ入力を補助するための入力フォーム、制御部３０に記憶された情報の内容、制御部３０で測定された測定結果等を表示する。
【００２４】
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等で構成されている。制御部３０には、光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈが予め記憶されている。制御部３０は、図２及び図３に示すように、撮像部２０で撮像された画像Ｉを解析し、走査軌跡Ｌｂ同士の離間距離ＬHと、走査軌跡Ｌｂの歪み量ΔＬとをそれぞれ求める。走査軌跡Ｌｂの歪み量ΔＬは、既知の計算方法から適宜選択して求められ、例えば図３に示す走査軌跡Ｌｂの直線部（路面Ｓの平坦部）の延長線を基準線Ｂとし、この基準線Ｂと走査軌跡Ｌｂの凹部との差から求められる。制御部３０は、走査軌跡Ｌｂ同士の離間距離ＬHと、走査軌跡Ｌｂの歪み量ΔＬと、光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈとに基づいて、わだち掘れ量Ｒを測定する。制御部３０は、測定したわだち掘れ量Ｒと、位置測定部４０にて取得した位置データとを関連付けて記憶する。わだち掘れ量Ｒは、次式（１）により求められる。
【００２５】
Ｒ＝ΔＬ・ｔａｎ[ｓｉｎ−１（Ｈ／ＬH）]  （１）
Ｒ  ：わだち掘れ量（路面Ｓの凹凸量）
Ｈ  ：光軸同士の垂直方向の離間距離
ΔＬ：走査軌跡Ｌｂの歪み量
ＬH ：走査軌跡Ｌｂ同士の離間距離
【００２６】
本発明の実施形態に係る路面性状測定装置１は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
【００２７】
本実施形態によれば、走査軌跡Ｌｂ同士の離間距離ＬHと走査軌跡Ｌｂの歪み量ΔＬと光軸同士の垂直方向の離間距離Ｈとに基づいてわだち掘れ量Ｒを測定することで、車両Ｖの振動が生じた場合でも、実際のわだち掘れ量との誤差を補正し、測定精度を高めることができる。また、車両Ｖの振動の影響を受けにくいので、大型の専用車を使用する必要はなく、通常の車両を使用してもよいため、車両選択の自由度が高く安価に路面性状を測定することができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２９】
本実施形態では、わだち掘れ量Ｒの測定に路面性状測定装置１を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陥没や段差等の凹凸量の測定に使用してもよい。
【００３０】
本実施形態では、路面性状測定装置１を車両Ｖの前部に設置したが、車両Ｖの後部に設置してもよい。
【００３１】
本実施形態では、光源部１０を２つ設置したが、３つ以上設置してもよい。また、単一の光源部１０から２つ以上の光Ｌａを照射する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１      路面性状測定装置
１０    光源部
２０    撮像部
３０    制御部
４０    位置測定部
５０    入力部
６０    表示部
７０    支持体
Ｌａ    光
Ｌｂ    走査軌跡
Ｉ      画像
Ｒ      わだち掘れ量
ＬH     走査軌跡同士の離間距離
ΔＬ    走査軌跡の歪み量
Ｈ      光軸同士の垂直方向の離間距離
Ｂ      基準線
Ｖ      車両
Ｓ      路面
【図１】
2015031616.tif 000003
【図２】
2015031616.tif 000004
【図３】
2015031616.tif 000005