(57)【要約】【課題】ローラ周囲の温度変化、路面の傾き等にかかわらず精度のよい縦断プロファイルを得ることができる測定装置を提供する。【解決手段】測定ブロック１０は、互いに平行にかつ所定間隔を隔てて配列された同一長さの第１，第２及び第３回転軸１１〜１３の両端に取り付けられ、道路の縦方向に進行方向に対して前、中、及び後に順次配置される各一対の第１，第２及び第３ローラ１４〜１６と、第１及び第２回転軸に取り付けられて両回転軸を連結する第１連結棒１７と、第２及び第３回転軸に取り付けられて第２及び第３回転軸を連結する第２連結棒２１とを設けている。スペックルエンコーダ２３が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいてローラの移動距離を求める。リニアエンコーダ１８が、第２連結棒に対する第１連結棒の垂直方向の垂直変位を検出する。【選択図】    図１
2004325411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行にかつ所定間隔を隔てて配列された同一長さの第１，第２及び第３回転軸の両端に取り付けられ、道路の縦方向に進行方向に対して前、中、及び後に順次配置される円盤状の同一外径の各一対の第１，第２及び第３ローラと、
前記第１及び第２回転軸に取り付けられて該第１及び第２回転軸を連結すると共に該第１回転軸を前記縦方向を中心として回動可能に支持する第１連結棒と、
前記第２及び第３回転軸に取り付けられて該第２及び第３回転軸を連結すると共に該第３回転軸を前記縦方向を中心として回動可能に支持する第２連結棒と、
前記ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、
前記第１連結棒と第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段と
を設けてなる測定ブロックと、
前記いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、
該操作棒を介して前記測定ブロックが路面に向けて押し付けられて路面を進行方向に移動し、該測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、前記角度検出手段により連結角を検出し、該連結角検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることを特徴とする路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項２】
前記距離測定手段が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて移動距離を求めるものであることを特徴とする前記請求項１に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項３】
前記測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、
最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、前記測定距離毎に前記累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、
前記一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、
前記測定距離毎の連結角検出値から前記オフセット値を引くことにより補正された連結角データを演算する補正連結角演算手段と
を設けたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項４】
前記オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて前記演算長さに分割され、分割された各演算長さについて該各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることを特徴とする前記請求項３に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項５】
互いに平行にかつ所定間隔を隔てて配列された同一長さの第１，第２及び第３回転軸の両端に取り付けられ、道路の縦断方向に進行方向に対して前、中、及び後に順次配置される円盤状の同一外径の各一対の第１，第２及び第３ローラと、
前記第１及び第２回転軸に取り付けられて該第１及び第２回転軸を連結すると共に該第１回転軸を前記縦断方向を中心として回動可能に支持する第１連結棒と、
前記第２及び第３回転軸に取り付けられて該第２及び第３回転軸を連結すると共に該第３回転軸を前記縦断方向を中心として回動可能に支持する第２連結棒と、
前記ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、
前記第２連結棒に対する前記第１連結棒の垂直方向の垂直変位を検出する垂直変位検出手段と
を設けてなる測定ブロックと、
前記いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、
該操作棒を介して前記測定ブロックが路面に向けて押し付けられて路面を進行方向に移動し、該測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、前記垂直変位検出手段により垂直変位を検出し、該垂直変位検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることを特徴とする路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項６】
前記距離測定手段が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて移動距離を求めるものであることを特徴とする前記請求項５に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項７】
前記測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、
最初の垂直変位検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、前記測定距離毎に前記累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、
前記一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、
前記測定距離毎の垂直変位検出値から前記オフセット値を引くことにより補正された垂直変位データを演算する補正垂直変位演算手段と
を設けたことを特徴とする前記請求項５又は６に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項８】
前記オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて前記演算長さに分割され、分割された各演算長さについて該各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることを特徴とする前記請求項７に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項９】
同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて進行方向に対して前、中、及び後に順次配設される円盤状の同一外径の第１，第２及び第３ローラと、
前記第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、
前記第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて該第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、
レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいローラの移動距離を測定する距離測定手段と、
前記第１連結棒に取り付けられて該第１連結棒と前記第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段と
を設けてなる測定ブロックと、
前記いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、
該操作棒を介して前記測定ブロックが路面に押し付けられて路面を進行方向に移動し、該測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、前記角度検出手段により連結角を検出し、該連結角検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることを特徴とする路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１０】
前記測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、
最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、前記測定距離毎に前記累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、
前記一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、
前記測定距離毎の連結角検出値から前記オフセット値を引くことにより補正された連結角データを演算する補正連結角演算手段と
を設けたことを特徴とする前記請求項９に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１１】
前記オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて前記演算長さに分割され、分割された各演算長さについて該各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることを特徴とする前記請求項１０に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１２】
同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて進行方向に対して前、中、及び後に順次配設される円盤状の同一外径の第１，第２及び第３ローラと、
前記第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、
前記第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて該第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、
ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、
前記第２連結棒に対する前記第１連結棒の垂直方向の垂直変位を検出する垂直変位検出手段と
を設けてなる測定ブロックと、
前記いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、
該操作棒を介して前記測定ブロックが路面に向けて押し付けられて路面を進行方向に移動し、該測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、前記垂直変位検出手段により垂直変位を検出し、該垂直変位検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることを特徴とする路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１３】
前記距離測定手段が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて移動距離を求めるものであることを特徴とする前記請求項１２に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１４】
前記測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、
最初の垂直変位検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、前記測定距離毎に前記累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、
前記一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、
前記測定距離毎の垂直変位検出値から前記オフセット値を引くことにより補正された垂直変位データを演算する補正垂直変位演算手段と
を設けたことを特徴とする前記請求項１２又は１３に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１５】
前記オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて前記演算長さに分割され、分割された各演算長さについて該各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることを特徴とする前記請求項１４に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１６】
同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて進行方向に対して前、中、及び後に順次配設される円盤状の同一外径の第１，第２及び第３ローラと、
前記第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、
前記第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて該第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、
ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、
前記第１連結棒に取り付けられて該第１連結棒と前記第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段と
を設けてなる測定ブロックと、
前記いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、
該操作棒を介して前記測定ブロックが路面に押し付けられて路面を進行方向に移動して、該測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、前記角度検出手段により連結角を検出し、該連結角検出値に基づいて路面の縦断プロファイルを作成する路面縦断プロファイルの測定装置であって、
前記測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、
最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、前記測定距離毎に前記累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、
前記一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、
前記測定距離毎の連結角検出値から前記オフセット値を引くことにより補正された連結角データを演算する補正連結角演算手段と
を設けたことを特徴とする路面縦断プロファイルの測定装置。
【請求項１７】
前記オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて前記演算長さに分割され、分割された各演算長さについて該各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることを特徴とする前記請求項１６に記載の路面縦断プロファイルの測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路の路面等の凹凸を有する平面のプロファイルを計測する路面縦断プロファイルの測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の路面縦断プロファイルを測定する測定装置は、例えば特許文献１に示すように、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて円盤状の同一外径のゴム等の弾性材料製の第１，第２及び第３ローラを進行方向に対して前、中、及び後に順次配設し、第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第１連結棒に取り付けられて第１連結棒と第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックと、いずれかのローラの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備えている。
【０００３】
この測定ブロックが、路面の縦方向に各ローラの間隔である１ピッチずつ移動することにより、移動前の第１及び第２ローラの位置に、移動後の第２及び第３ローラが位置することになる。従って、このような測定ブロックの１ピッチずつの移動毎に、第１及び第２の連結棒のなす連結角を角度検出手段により検出することにより、第１連結棒及び第２連結棒の角度変化を逐次求めることができる。この連結角データに基づいて、容易にかつ精度良く路面の縦断プロファイルを作成することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８５３４号公報（第１頁，図１，２，４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記路面縦断プロファイル測定装置においては、精度のよい縦断プロファイルデータを得るためには、３つのローラが路面と良好な密着を保つことが必要であるが、路面の一部が凹凸によって横方向に傾斜している場合、一部のローラが幅方向の一部でのみ路面と接触することになり、３つのローラが全て路面に良好に密着することができなくなる。そのため、各測定位置で得られた角度検出値の信頼性が低下し、それに基づいて得られた路面縦断プロファイルの精度も低下するという問題がある。
【０００６】
また、上記路面縦断プロファイル測定装置においては、路面との良好な密着を保つために、ローラの材質として弾性を有する硬質ゴム材料あるいは硬質エラストマ材料を採用する必要がある。しかし、これらの材料は熱膨張係数が大きいため、ローラの周囲の温度によってその外径にかなりの程度のバラツキが生じ、そのため、ローラの回転数に基づいて距離測定手段により計測される測定ブロックの移動距離に無視することができないバラツキが生じる。また、ローラは摩耗するため、測定ブロックの使用状態に応じてローラ毎の径が異なってくる。そのため、連結角の測定精度にバラツキが生じる。その結果、各測定位置で得られた角度検出値の信頼性が低下し、それに基づいて得られた路面縦断プロファイルの精度も低下する。
【０００７】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、路面の横方向の傾きにかかわらず精度のよい縦断プロファイルを得ることができる路面縦断プロファイルの測定装置を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、ローラ周囲の温度変化やローラの摩耗によるローラの径の変化にかかわらず精度のよい縦断プロファイルを得ることができる路面縦断プロファイルの測定装置を提供することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために上記請求項１の発明の構成上の特徴は、互いに平行にかつ所定間隔を隔てて配列された同一長さの第１，第２及び第３回転軸の両端に取り付けられ、道路の縦方向に進行方向に対して前、中、及び後に順次配置される円盤状の同一外径の各一対の第１，第２及び第３ローラと、第１及び第２回転軸に取り付けられて第１及び第２回転軸を連結すると共に第１回転軸を縦方向を中心として回動可能に支持する第１連結棒と、第２及び第３回転軸に取り付けられて第２及び第３回転軸を連結すると共に第３回転軸を縦方向を中心として回動可能に支持する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第１連結棒と第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックと、いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、操作棒を介して測定ブロックが路面に向けて押し付けられて路面を進行方向に移動し、測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、角度検出手段により連結角を検出し、連結角検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることにある。
【０００９】
上記のように構成した請求項１の発明においては、第１連結棒及び第２連結棒に連結された第１及び第３回転軸が、道路の縦方向を中心として回動可能にされているため、路面の横方向に凹凸がある場合でも凹凸に沿って回動することができる。そのため、両回転軸に取り付けられた第１及び第３ローラは凹凸に応じて路面に密着状態にされる。その結果、第１及び第２連結棒の連結角が精度良く検出され、精度のよい路面縦断プロファイルデータが得られる。
【００１０】
また、上記請求項２の発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、距離測定手段が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて移動距離を求めるものであることにある。このように、測定ブロックの移動距離が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて求められるため、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化に影響されることなく、ローラの移動距離が精度良く求められる。
【００１１】
また、上記請求項３の発明の構成上の特徴は、前記請求項１又は２に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、測定距離毎の連結角検出値からオフセット値を引くことにより補正された連結角データを演算する補正連結角演算手段とを設けたことにある。なお、一次回帰式は、回帰分析により得られる式であり、以下においても同様である。
【００１２】
上記のように構成した請求項３の発明においては、累積値演算手段により、測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出し、一次回帰式演算手段により、最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する。この一次回帰式の傾きであるオフセット値をオフセット演算手段により演算する。さらに、補正連結角演算手段により、測定距離毎の連結角検出値からオフセット値を引くことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い連結角データを得ることができる。
【００１３】
また、上記請求項４の発明の構成上の特徴は、前記請求項３に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて演算長さに分割され、分割された各演算長さについて各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることにある。このように、オフセット値の演算が演算長さ毎に行われるため、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられる。
【００１４】
また、上記請求項５の発明の構成上の特徴は、互いに平行にかつ所定間隔を隔てて配列された同一長さの第１，第２及び第３回転軸の両端に取り付けられ、道路の縦断方向に進行方向に対して前、中、及び後に順次配置される円盤状の同一外径の各一対の第１，第２及び第３ローラと、第１及び第２回転軸に取り付けられて第１及び第２回転軸を連結すると共に第１回転軸を縦断方向を中心として回動可能に支持する第１連結棒と、第２及び第３回転軸に取り付けられて第２及び第３回転軸を連結すると共に第３回転軸を縦断方向を中心として回動可能に支持する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第２連結棒に対する第１連結棒の垂直方向の垂直変位を検出する垂直変位検出手段とを設けてなる測定ブロックと、いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、操作棒を介して測定ブロックが路面に向けて押し付けられて路面を進行方向に移動し、測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、垂直変位検出手段により垂直変位を検出し、垂直変位検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることにある。
【００１５】
上記のように構成した請求項５の発明においては、垂直変位検出手段によって、第２連結棒に対する第１連結棒の垂直方向の垂直変位を直接検出することができるため、第１及び第２連結棒の連結角に基づいて垂直変位を求める場合に比べて測定誤差が小さくされる。そのため、凹凸プロファイルの測定精度が高められる。
【００１６】
また、上記請求項６の発明の構成上の特徴は、前記請求項５に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、距離測定手段が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて移動距離を求めるものであることにある。これにより、垂直変位に加えて、移動距離も精度良く測定されるため、凹凸プロファイルの測定精度がさらに高められる。
【００１７】
また、上記請求項７の発明の構成上の特徴は、前記請求項５又は６に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、最初の垂直変位検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、測定距離毎の垂直変位検出値からオフセット値を引くことにより補正された垂直変位データを演算する補正垂直変位演算手段とを設けたことにある。
【００１８】
上記のように構成した請求項７の発明においては、累積値演算手段により、測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出し、一次回帰式演算手段により、最初の垂直変位検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する。この一次回帰式の傾きであるオフセット値をオフセット演算手段により演算する。さらに、補正垂直変位演算手段により、測定距離毎の垂直変位検出値からオフセット値を引くことにより補正された精度の良い垂直変位データを得ることができる。これにより、ローラの移動距離が精度良く測定され、垂直変位自体の精度が高められると共に、オフセット値により垂直変位の精度がさらに高められる。そのため、凹凸プロファイルの測定精度がさらに高められる。
【００１９】
また、上記請求項８の発明の構成上の特徴は、前記請求項７に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて演算長さに分割され、分割された各演算長さについて各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることにある。このように、オフセット値の演算が演算長さ毎に行われるため、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられる。
【００２０】
また、上記請求項９の発明の構成上の特徴は、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて進行方向に対して前、中、及び後に順次配設される円盤状の同一外径の第１，第２及び第３ローラと、第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第１連結棒に取り付けられて第１連結棒と第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックと、いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、操作棒を介して測定ブロックが路面に押し付けられて路面を進行方向に移動し、測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、角度検出手段により連結角を検出し、連結角検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることにある。このように、各１個のローラが縦方向に配列された測定ブロックにおいても、その移動距離が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づい求められるため、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化に影響されることなく、移動距離が精度良く求められる。
【００２１】
また、上記請求項１０の発明の構成上の特徴は、前記請求項９に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、測定距離毎の連結角検出値からオフセット値を引くことにより補正された連結角データを演算する補正連結角演算手段とを設けたことにある。
【００２２】
このように、各１個のローラが縦方向に配列された測定ブロックにおいても、累積値演算手段により、測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出し、一次回帰式演算手段により、最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する。この一次回帰式の傾きであるオフセット値をオフセット演算手段により演算する。さらに、補正連結角演算手段により、測定距離毎の連結角検出値からオフセット値を引くことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い連結角データを得ることができる。
【００２３】
また、上記請求項１１の発明の構成上の特徴は、前記請求項１０に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて演算長さに分割され、分割された各演算長さについて各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることにある。このように、オフセット値の演算が演算長さ毎に行われるため、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられる。
【００２４】
また、上記請求項１２の発明の構成上の特徴は、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて進行方向に対して前、中、及び後に順次配設される円盤状の同一外径の第１，第２及び第３ローラと、第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第２連結棒に対する第１連結棒の垂直方向の垂直変位を検出する垂直変位検出手段とを設けてなる測定ブロックと、いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、操作棒を介して測定ブロックが路面に向けて押し付けられて路面を進行方向に移動し、測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、垂直変位検出手段により垂直変位を検出し、垂直変位検出値に基づいて路面の縦断プロファイルが作成されることにある。
【００２５】
上記のように構成した請求項１２の発明においては、各１個のローラが縦方向に配列された測定ブロックにおいても、垂直変位検出手段によって、第２連結棒に対する第１連結棒の垂直方向の垂直変位を直接検出することができるため、第１及び第２連結棒の連結角に基づいて垂直変位を求める場合に比べて測定誤差が小さくされる。そのため、凹凸プロファイルの測定精度が高められる。
【００２６】
また、上記請求項１３の発明の構成上の特徴は、前記請求項１２に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、距離測定手段が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて移動距離を求めるものであることにある。このように、各１個のローラが縦方向に配列された測定ブロックにおいても、その移動距離が、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づい求められる。そのため、垂直変位が精度良く求められることに加えて、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化に影響されることなく、移動距離が精度良く求められる。
【００２７】
また、上記請求項１４の発明の構成上の特徴は、前記請求項１２又は１３に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、最初の垂直変位検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、測定距離毎の垂直変位検出値からオフセット値を引くことにより補正された垂直変位データを演算する補正垂直変位演算手段とを設けたことにある。
【００２８】
上記のように構成した請求項１４の発明においては、各１個のローラが縦方向に配列された測定ブロックにおいても、累積値演算手段により、測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えて各測定距離での垂直変位の累積値を算出し、一次回帰式演算手段により、最初の垂直変位検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する。この一次回帰式の傾きであるオフセット値をオフセット演算手段により演算する。さらに、補正垂直変位演算手段により、測定距離毎の垂直変位検出値からオフセット値を引くことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い垂直変位データを得ることができる。
【００２９】
また、上記請求項１５の発明の構成上の特徴は、前記請求項１４に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて演算長さに分割され、分割された各演算長さについて各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることにある。このように、オフセット値の演算が演算長さ毎に行われるため、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられる。
【００３０】
また、上記請求項１６の発明の構成上の特徴は、同一直線上に所定間隔を隔ててかつ回転方向を合わせて進行方向に対して前、中、及び後に順次配設される円盤状の同一外径の第１，第２及び第３ローラと、第１及び第２ローラの各回転軸に取り付けられて第１及び第２ローラを連結する所定長さの第１連結棒と、第２及び第３ローラの各回転軸に取り付けられて第２及び第３ローラを連結する第２連結棒と、ローラの移動距離を測定する距離測定手段と、第１連結棒に取り付けられて第１連結棒と第２連結棒とのなす連結角を検出する角度検出手段とを設けてなる測定ブロックと、いずれかの回転軸に回動自在に取りつけられた操作棒とを備え、操作棒を介して測定ブロックが路面に押し付けられて路面を進行方向に移動して、測定ブロックが所定の測定距離を移動する毎に、角度検出手段により連結角を検出し、連結角検出値に基づいて路面の縦断プロファイルを作成する路面縦断プロファイルの測定装置であって、測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出する累積値演算手段と、最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する一次回帰式演算手段と、一次回帰式の傾きであるオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、測定距離毎の連結角検出値からオフセット値を引くことにより補正された連結角データを演算する補正連結角演算手段とを設けたことにある。
【００３１】
上記のように構成した請求項１６の発明においては、各１個のローラが縦方向に配列された測定ブロックにおいても、累積値演算手段により、測定距離毎での連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出し、一次回帰式演算手段により、最初の連結角検出位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する。この一次回帰式の傾きであるオフセット値をオフセット演算手段により演算する。さらに、補正連結角演算手段により、測定距離毎の連結角検出値からオフセット値を引くことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い連結角データを得ることができる。
【００３２】
また、上記請求項１７の発明の構成上の特徴は、前記請求項１６に記載の路面縦断プロファイルの測定装置において、オフセット値演算手段によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さに定められ、測定対象道路が所定の重なり部分を含めて演算長さに分割され、分割された各演算長さについて各演算長さ毎に演算されたオフセット値が適用されることにある。このように、オフセット値の演算が演算長さ毎に行われるため、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。図１及び図２は、第１実施形態である道路の路面Ｄの縦方向のプロファイルを測定する路面縦断プロファイル測定装置の概略構成を正面図及び平面図により示したものである。路面縦断プロファイル測定装置は、測定ブロック１０と、制御装置２７とにより構成されている。
【００３４】
測定ブロック１０は、図１に示すように、互いに平行にかつ所定間隔を隔てて道路の縦方向でかつ進行方向（図示矢印Ｐ方向）に対して前、中及び後に配列された同一長さの第１，第２及び第３回転軸１１，１２，１３と、その両端に回転自在に取り付けられた円盤状の同一外径の各一対の第１，第２及び第３ローラ１４，１５，１６とを備え、第１及び第２回転軸１１，１２には第１連結棒１７が取り付けられ、第２及び第３回転軸１２，１３間には第２連結棒２１が取り付けられている。
【００３５】
第１及び第２回転軸１１，１２間、第２及び第３回転軸１２，１３間の距離は、本実施形態ではいずれも測定ピッチである２５ｃｍに保たれている。第１，第２，第３ローラ１４，１５，１６は、円盤形の硬質のゴム弾性体あるいは弾性体エラストマ製であり、各ローラ１４，１５，１６の外径は、本実施形態では１０ｃｍφになっている。各ローラ１４，１５，１６は、ベアリングによりそれぞれ第１，第２及び第３回転軸１１，１２，１３に回転自在に取り付けられている。
【００３６】
第１連結棒１７は、一端側にて第１回転軸１１の中央位置に設けたベアリング１１ａに挿通固定されており、その長手方向（図示左右方向）を中心として第１回転軸１１を回動可能に支持しており、他端側にて第２回転軸１２に回転自在に固定されている。第１連結棒１７の他端側には、垂直変位検出手段を構成するリニアエンコーダ１８の本体１８ａが取り付けられている。リニアエンコーダ１８は、後述する検出子１８ｂの移動を本体１８ａが検知することにより第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の上下方向の垂直変位ｈｉを直接検出することができる。実際には、第１連結棒の長さを第２回転軸からリニアエンコーダの取り付け位置までの長さで割った値をリニアエンコーダ１８の検出値に掛け合わせたものが垂直変位ｈｉとなる。
【００３７】
第２連結棒２１は、一端側にて二又に分かれた連結部２２にて第２回転軸１２に固定されており、他端側にて第３回転軸１３の中央位置に設けたベアリング１３ａに挿通固定されており、その長手方向を中心として第３回転軸１３を回動可能に支持している。第２連結棒２１の連結部２２には、リニアエンコーダ１８の検出子１８ｂが取り付けられている。また、第２連結棒２１の長手方向中間位置には、ローラの移動距離を測定する距離測定手段であるスペックルエンコーダ２３が取り付けられている。さらに、第２連結棒２１の他端側には、第１連結棒１７の初期角度θＢを検出する初期角度センサ２４が取り付けられている。
【００３８】
スペックルエンコーダ２３は、レーザ光をすりガラス，壁，金属，プラスチック等の拡散反射面に当てると見られる斑点状の模様であるスペックルを利用し、スペックルの移動を光電信号の相関関数のピーク位置から求めて、移動速度を求めるものである。すなわち、レーザビームを地面に当てて、反射光の中に生じるスペックル模様を一次元のＣＣＤセンサでとらえ、スペックルのコントラストが高いことを利用して、測定ブロック１０の移動前後の出力を、平均出力に関して２値化した信号間の極性相互相関が計算される。これにより相関ピーク位置からセンサの方向に対するスペックル移動が求められ、これにより、ローラ１４，１５，１６すなわち測定ブロック１０の移動距離が求められる。
【００３９】
測定ブロック１０の第２回転軸１２には、操作棒２５が回動可能に固定されている。路面縦断プロファイル計測に際しては、測定者が、操作棒２５を手で持って測定ブロック１０を路面に軽く押し付けた状態で移動させるようになっている。なお、測定ブロック１０の支持方法については、操作棒２５を測定車に連結させると共に、操作棒２５をコイルバネ等で付勢して測定ブロック１０を道路にわずかに押し付けるようにしてもよい。これにより、測定車の移動に伴って、測定ブロックが移動することにより、自動的に路面縦断プロファイルを計測することが可能になる。操作棒２５には、制御装置２７等が格納された測定ボックス２６が取り付けられている。
【００４０】
制御装置２７は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ，Ｉ／Ｏ等からなるマイクロコンピュータ等により構成されており、ＲＯＭに記憶された図３に示す「垂直変位補正制御プログラム」を実行するものである。制御装置２７のＲＯＭには、測定距離である第１，第２回転軸１１，１２間及び第２，第３回転軸１２，１３間の距離に相当する１ピッチのデータ２５ｃｍ等が記憶されている。制御装置２７の入力側には上記リニアエンコーダ１８、スペックルエンコーダ２３及び初期角度センサ２４が接続されている。また、制御装置２７の出力側には、路面縦断プロファイルの測定結果等を表示する表示装置２８が接続されている。
【００４１】
つぎに、上記路面縦断プロファイル測定装置による道路のプロファイル測定について、図４及び図５を用いて説明する。
測定者が、操作棒２５によって測定ブロック１０を道路の縦方向に合せてかつ第３ローラ１６を基準位置Ｂにセットした状態で、測定ブロック１０を路面に軽く押圧した状態で道路の縦方向前方（図示矢印Ｐ方向）に進行させることにより計測が開始される。制御装置２７は、まず測定ブロック１０の初期位置＃１（移動距離ｓ１＝０）における第２連結棒２１の初期角度θＢを初期角度センサ２４から入力して記憶し、第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の垂直変位ｈ１が、リニアエンコーダ１８の計測値として求められる。
【００４２】
次に、測定ブロック１０の移動により、測定ブロック１０が１ピッチである２５ｃｍ移動すると、制御装置２７はスペックルエンコーダ２３からの入力に応じて位置＃２（移動距離ｓ２＝２５）であると認識し、リニアエンコーダ１８により検出された垂直変位検出値ｈ２を記憶する。以下同様に、測定ブロック１０の１測定ピッチ移動した位置＃３，＃４，＃５…（移動距離ｓ３＝５０、ｓ４＝７５、ｓ５＝１００、…）において、第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の垂直変位ｈ３，ｈ４，ｈ５…が、リニアエンコーダ１８の計測値として求められ、移動距離ｓｉと合せた形でＲＡＭに記憶され、道路の測定範囲全体の垂直変位データが得られる。
【００４３】
つぎに、制御装置２７は、上記垂直変位検出値ｈｉデータに基づいて、「オフセット値演算プログラム」の実行を、図３に示すステップ５０にて開始する。つぎに、各種変数の初期化が行われた後、原点位置、すなわち移動距離ｓ０＝０，垂直変位ｈ０＝０が設定される（ステップ５１，５２）。つぎに、移動距離ｓｉを含めた垂直変位ｈｉのデータが読み込まれる（ステップ５３）。ここでは、初期位置＃１でありｓ１＝０となるが、以後の計算の都合上、初期位置＃１に移動の１ピッチである２５ｃｍが加えられ、垂直変位ｈ１と合せて記憶される。以下，同様に測定位置＃２，＃３，＃４…での移動距離ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，…にそれぞれ２５ｃｍが加えられ、各測定位置での垂直変位ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５…と共にＲＡＭに記憶される（ステップ５４）。各測定位置＃１，＃２，＃３，…において、それ以前の測定位置での垂直変位データを累積した累積値Ｈｉが下記数１のように求められる（ステップ５５）。
【００４４】
【数１】
2004325411.tif 000003
【００４５】
つぎに、制御装置２７は、図６に示すように、上記原点及び各測定位置＃１，＃２，＃３，…において、対応する上記累積値Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５…をプロットしたグラフを対象として、原点を通る一次回帰式を演算する（ステップ５６）。さらに、制御装置２７により、この演算された１次回帰式に基づいてその傾きが、オフセット値ＯＦとして読み取られる（ステップ５７）。各測定位置での垂直変位ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５…からオフセット値ＯＦが引き算されて、補正垂直変位データｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４，ｃｈ５…が求められ、ＲＡＭに記憶される（ステップ５８，５９）。さらに、移動距離ｓｉデータから２５ｃｍが引かれて、当初の移動距離データに戻されてＲＡＭに記憶される（ステップ６０，６１）。この移動距離ｓｉを含む補正垂直変位データｃｈｉに基づいて、制御装置２７は、図７に示すような道路路面の適正な縦断プロファイルｆ（ｘ）を演算により求め、その結果を表示装置２８等に出力し、プログラムの実行を終了する（ステップ６２〜６４）。
【００４６】
上記構成の第１実施形態においては、第１連結棒１７及び第２連結棒２１に連結された第１及び第３回転軸１１，１３が、道路の縦方向を中心として回動可能にされているため、図８に示すように、路面の横方向に凹凸がある場合でも凹凸に沿って第１及び第３ローラ１４，１６と一体となって回動することができる。そのため、両回転軸１１，１３の両端に取り付けられた第１及び第３ローラ１４，１６は、凹凸に応じて路面に密着状態にされる。その結果、本実施形態によれば、路面の横方向の凹凸によらず、第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の垂直変位ｈｉが精度良く検出され、そのため、精度の良い路面縦断プロファイルデータが得られる。
【００４７】
また、測定ブロック１０の移動距離が、スペックルエンコーダ２３を用いて、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて求められる。そのため、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化に影響されることなく、路面凹凸の基準となるローラの移動距離が精度良く求められる。さらに、本実施形態においては、リニアエンコーダ１８によって、第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の垂直変位を直接検出することができるため、第１及び第２連結棒１７，２１の間の連結角に基づいて垂直変位を求める場合に比べて測定誤差が小さくされる。このように、ローラ１４〜１６の移動距離及び第１連結棒１７の垂直変位が精度良く求められるため、凹凸プロファイルの測定精度がさらに高められる。
【００４８】
さらに、本実施形態においては、制御装置２７により、測定位置である測定ブロック１０の１ピッチの移動距離毎での垂直変位検出値を順次加えることにより各測定距離での累積値が算出される。そして、最初の垂直変位測定位置の１つ前の測定位置に相当する位置を原点とみなし、測定位置毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式が演算され、この一次回帰式の傾きであるオフセット値ＯＦが求められる。このオフセット値ＯＦを測定距離毎の垂直変位検出値ｈｉから引くことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い垂直変位データが得られる。したがって、この精度の良い補正された垂直変位データを用いることにより、さらに精度の良い路面縦断プロファイルが得られる。
【００４９】
なお、上記第１実施形態においては、左右一対ローラを縦方向に３組配列した測定ブロック１０を用いた測定装置において、距離測定手段としてレーザ光を利用したスペックルエンコーダ２３が用いられ、第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の垂直変位を測定するためにリニアエンコーダ１８が用いられ、さらに制御装置２７によって垂直変位の測定精度を高めるためにオフセット演算を行って垂直変位の測定値を補正する垂直変位補正制御が行われている。しかし、これら３つ手段の内のいずれか１つのみ、すなわちスペックルエンコーダ２３による移動距離測定、リニアエンコーダ１８による垂直変位測定、制御装置２７による垂直変位補正制御のいずれかを用いても、その手段を採用したことにより、従来より精度の良い路面縦断プロファイルの測定が可能になる。さらに、上記３つの手段の内のいずれか二つの組み合わせとすることもでき、これにより各手段の効果が合されたさらに良好な精度の路面縦断プロファイルが得られる。なお、リニアエンコーダ１８による垂直変位の代りに、従来のロータリエンコーダを用いた第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の回転角度である連結角を測定する場合には、オフセット値による補正も連結角に基づいて行われる。
【００５０】
つぎに、上記実施形態において、オフセット値による垂直変位測定値の補正制御における変形例について説明する。
変形例においては、図９に示すように、制御装置２７によるオフセット値の演算範囲が、規定の演算長さ例えば５ｍに定められ、測定対象道路が例えば２．５ｍの重なり部分を含めて演算長さ５ｍに分割されるものである（図９（ａ）参照）。このように、分割された各演算区分▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼，…について、測定ブロック１０により各演算長さ毎にオフセット値ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４，ＯＦ５，…が演算される（図９（ｂ）参照）。そして、オフセット値ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４，ＯＦ５，…の重なり部分が平均的な値に修正され、最終的なオフセットデータＴＯＦが求められる（図９（ｃ）参照）。平均的な値としては、例えば、重なりの開始位置では、前のオフセットデータとし、重なりの終了位置では後のオフセットデータとし、両位置でのデータを直線で結ぶ。この繰り返しにより、連続したオフセットデータが決められる。各垂直変位測定値ｈｉから、対応するオフセットデータＴＯＦの値を引くことにより、補正された垂直変位値ｃｈｉが得られる。このように、オフセット値の演算が演算長さ毎に行われるため、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられ、オフセット値による垂直変位値の補正の効果がさらに有効に得られる。
【００５１】
変形例の具体的な測定例について説明する。図１０は、演算長さを５ｍとして、１０ｍの測定区分を重なり部分も含めて３分割したものである。その結果、変形例においては、水準測量結果（点でプロットしたもの）に対する測定結果の標準偏差は２．３６と非常に小さい値であった。これに対して、測定区分を演算長さで区分しない場合には、図１１に示すように、水準測量結果に対する標準偏差は４．０７であり、変形例の結果に比べて劣っていることが明かとなった。なお、オフセットデータの重なり部分については、変形例ではＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，…のように連続して重ねているが、これに限らず、オフセットデータの各重なり部分を離れさせるようにすることもできる。
【００５２】
つぎに、第２実施形態について説明する。
本実施形態においては、測定ブロック３０は、図１２，１３に示すように、硬質のゴム弾性体あるいは弾性体エラストマ製であり、道路縦方向の進行方向（図示矢印Ｐ方向）に対して前、中及び後に配列された３個の円盤形の第１、第２及び第３ローラ３１，３２，３３を有しており、各ローラ３１，３２，３３は、同一面上でかつ同一直線上に配列されている。各ローラ３１，３２，３３の外径は、本実施形態では１０ｃｍφになっている。各ローラ３１，３２，３３には、それぞれ回転軸３４，３５，３６が貫通固定されている。第１ローラ３１と第２ローラ３２の回転軸３４，３５の両端側には、長尺板状の一対の第１連結棒３７が、回転軸３４，３５が回転自在なように固定されている。また、第２ローラ３２と第３ローラ３３の回転軸３５，３６の両端には、長尺板状の一対の第２連結棒３８が回転軸３５，３６が回転自在なように固定されている。本実施形態では、第１及び第２ローラ３１，３２間、第２及び第３及ローラ３２，３３間の距離がいずれも測定ピッチである２５ｃｍに保たれている。
【００５３】
第１連結棒３７の他端側には、第２連結棒３８に対する第１連結棒３７の垂直変位ｈを検出するリニアエンコーダ４１の本体４１ａが取り付けられており、第２連結棒３８の一端に、リニアエンコーダの検出子４１ｂが取り付けられている。第２連結棒３８には、ローラ３１〜３３の移動距離を検出するスペックルエンコーダ４２が取り付けられている。さらに、第２連結棒３８には、第２連結棒３８の初期角度θＢを検出する初期角度センサ４３が取り付けられている。
【００５４】
測定ブロック３０の第２ローラ３２には、操作棒３９が回動可能に取り付けられている。路面縦断プロファイル計測に際しては、測定者が、操作棒３９を手で持って測定ブロック３０を路面に軽く押し付けた状態で移動させるようになっている。なお、測定ブロック３０の支持方法については、操作棒３９を測定車に連結させると共に、操作棒３９をコイルバネ等で付勢して測定ブロック３０を道路にわずかに押し付けるようにしてもよい。操作棒３９には、垂直変位の補正制御等を行う制御装置４５が取り付けられている。
【００５５】
上記のように構成した第２実施形態においては、測定ブロック３０は、３つのローラ３１〜３３が各１個縦方向に配列された構成であり、図８に示すように、路面の横方向に凹凸がある場合には、一部のローラ３１〜３３が凹凸に十分に密着できない。そのため、第２連結棒２１に対する第１連結棒１７の垂直変位の検出精度は第１実施形態の測定装置に比べてわずかに劣っている。しかし、測定ブロック３０の移動距離については、スペックルエンコーダ４２により、従来に比べて高い精度の測定結果が得られる。また、リニアエンコーダ４１によって、第２連結棒３８に対する第１連結棒３７の垂直変位ｈｉを直接検出することができるため、第１及び第２連結棒３７，３８の連結角に基づいて垂直変位を求める場合に比べて測定誤差が小さくされる。その結果、第２実施形態においても、ローラの移動距離及び第１連結棒３７の垂直変位が精度良く求められるため、凹凸プロファイルの測定精度がさらに高められる。
【００５６】
さらに、本実施形態においても、第１実施形態と同様、制御装置４５により、測定距離毎での垂直変位検出値を順次加えることにより各測定距離での累積値が算出され、最初の垂直変位測定位置の１つ前の測定位置に相当する位置を原点として、測定距離毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式が演算され、この一次回帰式の傾きであるオフセット値ＯＦが求められる。このオフセット値ＯＦを測定距離毎の垂直変位検出値ｈｉから引くことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い垂直変位データが得られる。したがって、この精度の良い補正された垂直変位データを用いることにより、さらに精度の良い路面縦断プロファイルが得られる。また、測定ブロック３０は上記測定ブロック１０に比べて構造が簡易であり、安価に提供されるもので、簡易な路面縦断プロファイルの測定には適している。
【００５７】
なお、上記第２実施形態においては、ローラを縦方向に３個配列した測定ブロック３０を用いた路面縦断プロファイル測定装置は、距離測定手段としてスペックルエンコーダ４２を備え、第２連結棒３８に対する第１連結棒３７の垂直変位を測定するためにリニアエンコーダ４１を備え、さらに制御装置４５によって垂直変位の補正制御が行われている。しかし、第２実施形板においても、第１実施形態と同様に、これら３つ手段の内のいずれか１つのみを用いても、その手段を採用したことにより、従来より優れた効果が得られる。さらに、上記３つの手段の内のいずれか二つの組み合わせとすることもでき、これにより各手段の効果が合されたさらに優れた効果が得られる。なお、リニアエンコーダ４１による垂直変位の代りに、従来のロータリエンコーダを用いた第２連結棒３８に対する第１連結棒３７の回転角度である連結角を測定する場合には、オフセット値による補正も連結角に基づいて行われる。
【００５８】
なお、上記各実施形態においては、ローラ間の間隔である１ピッチを用いていて第１連結棒の垂直変位あるいは連結角が求められているが、本発明を、１ピッチを複数に分割した距離における垂直変位あるいは連結角を検出して、フィルタ演算処理等の高速処理により路面プロファイルを測定する方法に適用することも可能である。また、上記各実施形態においては、測定装置に取り付けられた制御装置により、垂直変位等の読取り及び縦断プロファイルの演算処理が行われているが、これに限るものではない。たとえば、制御装置では、垂直変位等の読取りのみを行い、縦断プロファイルの演算については、別の場所で行うようにしてもよい。特に、多数の測定装置からの連結角データを特定のデータ解析センターに集めて一括してデータ解析を行うことにより、正確かつ迅速なデータ処理が可能になる。その他、上記各実施形態に示したものは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変更して実施することが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、第１連結棒及び第２連結棒に連結された第１及び第３回転軸が、道路の縦方向に対して回動可能にされているため、路面の横方向に凹凸がある場合でも凹凸に沿って回動することができる。そのため、両回転軸に取り付けられた第１及び第３ローラは凹凸に応じて路面に密着状態にされる。その結果、本発明においては、第１及び第２連結棒の連結角が精度良く検出され、精度のよい路面縦断プロファイルデータが得られる。
【００６０】
また、本発明においては、ローラの移動距離を測定する距離測定手段として、レーザ光を地面に対して垂直に照射し、地面からの反射光によるスペックル模様に基づいて求めるようにしたことにより、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化に影響されることなく、ローラの移動距離が精度良く求められる。さらに、垂直変位検出手段によって、第２連結棒に対する第１連結棒の垂直方向の垂直変位を直接検出することにより、第１及び第２連結棒の連結角に基づいて垂直変位を求める場合に比べて測定誤差が小さくされる。そのため、凹凸プロファイルの測定精度が高められる。
【００６１】
また、本発明においては、累積値演算手段により、測定位置毎での垂直変位あるいは連結角検出値を順次加えて各測定距離での累積値を算出し、一次回帰式演算手段により、最初の測定位置の一つ前の検出位置に相当する位置を原点として、測定位置毎に累積値をプロットしたグラフに基づいて原点を通過する一次回帰式を演算する。この一次回帰式の傾きであるオフセット値が、オフセット値演算手段により演算され、さらに、補正連結角演算手段により、測定距離毎の垂直変位あるいは連結角検出値からオフセット値を引くことにより、検出値が適正に補正される。その結果、本発明によれば、ローラの摩耗や、温度変化によるローラの径の変化、計測時のローラの跳ね等による影響が是正され、補正された精度の良い垂直変位あるいは連結角データを得ることができる。また、道路を所定の演算長さで区切り、オフセット値の演算を演算長さ毎に行うことにより、道路の測定範囲が長くなっても、オフセット値の精度の低下が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である道路の路面の縦断プロファイルを測定するための測定装置を概略的に示す正面図である。
【図２】同測定装置の測定ブロックを概略的に示す平面図である。
【図３】測定装置の制御装置により実行される「垂直変位補正制御プログラム」のフローチャートである。
【図４】測定ブロックにより路面の凹凸を測定する過程を説明する説明図である。
【図５】測定ブロックの各測定地点における状態を模式的に示す説明図である。
【図６】垂直変位の累積値から一次回帰式を求めるためのデータを整理したグラフである。
【図７】補正された垂直変位から求められた路面の縦断プロファイルｆ（ｘ）を概略的に示すグラフである。
【図８】路面が横方向に傾斜した状態を概略的に示す模式図である。
【図９】変形例である垂直変位を補正するためのオフセット値を算出するための手順を説明するグラフである。
【図１０】変形例による垂直変位測定結果である距離と高さ（垂直変位）の関係を示すグラフである。
【図１１】測定路面を演算長さに区分しない場合の、垂直変位測定結果である距離と高さ（垂直変位）の関係を示すグラフである。
【図１２】第２実施形態である測定装置を概略的に示す正面図である。
【図１３】同測定装置の測定ブロックを概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１０…測定ブロック、１１，１２，１３…第１，第２，第３回転軸、１４，１５，１６…第１，第２，第３ローラ、１７…第１連結棒、１８…リニアエンコーダ（垂直変位検出手段）、２１…第２連結棒、２３…スペックルエンコーダ（距離検出手段）、２７…制御装置、３０…測定ブロック、３１，３２，３３…第１，第２，第３ローラ、３４，３５，３６…回転軸、３７…第１連結棒、３８…第２連結棒、４１…リニアエンコーダ、４２…スペックルエンコーダ、４５…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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