(57)【要約】【課題】一台でキメ深さやＩＲＩを測定できる多機能の路面性状測定装置であって安価かつ高精度なものを車載可能とすべく、移動距離計の測定値からタイヤ変形等の悪影響が取り除かれるようにする【解決手段】車両に移動距離計１５と高さ計１６と高さ計５１と演算部２０とを搭載する。高さ計１６，５１には、排水用凹部の開口幅より短い第一基準長Ｎに対応した狭い範囲を測定するものを、採用する。演算部２０は、移動距離測定値ΔＳと高さ測定値Ｋ，Ｊとに基づき踏面算出を行って第二基準長Ｍ対応のＩＲＩを算出し、移動距離測定値ΔＳと高さ測定値Ｋとに基づき踏面算出を行わないで第一基準長Ｎ対応のキメ深さ等を算出し、更に基準長Ｍだけ離れた高さ計１６，５１での路面形状について相関を算出して選択的に移動距離測定値ΔＳを校正する。【選択図】        図１
2007047137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される移動距離計と第一高さ計と第二高さ計と演算部とを具えた路面性状測定装置において、
前記移動距離計が、前記車両の車軸またはその駆動軸の回転を検出することにより、前記車両の移動距離を測定するものであり、
前記第一高さ計が、路面の排水用凹部の開口幅より短い第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定対象として、前記路面までの高さを測定するものであり、
第二高さ計が、前記第一基準長より長い第二基準長だけ前記第一高さ計から前記車両の前後方向へ離隔したところに設けられ、前記第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定対象として、路面までの高さを測定するものであり、
前記演算部が、前記移動距離計にて得た移動距離測定値と前記第一高さ計にて得た基準位置高さ測定値とに基づいて前記第一基準長対応の第一路面性状値を算出し、前記移動距離測定値と前記基準位置高さ測定値と前記第二高さ計にて得た離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第二基準長対応の第二路面性状値を算出し、前記第二路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行うが前記第一路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行わないものであって、更に、前記基準位置高さ測定値に基づく踏面と前記離隔位置高さ測定値に基づく踏面との両踏面のずれを前記第二基準長の近傍に制限した範囲内で両踏面の相関を算出して最大相関値を選出するとともにそのときのずれ量を採択し、この採択ずれ量に応じて前記移動距離測定値を拡縮する校正処理を前記最大相関値に応じて選択的に行うようになっている
ことを特徴とする路面性状測定装置。
【請求項２】
車両に搭載される移動距離計と第一高さ計と第二高さ計と演算部とを具えた路面性状測定装置において、
前記移動距離計が、前記車両の車軸またはその駆動軸の回転を検出することにより、前記車両の移動距離を測定するものであり、
前記第一高さ計が、路面の排水用凹部の開口幅より短い第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定対象として、前記路面までの高さを測定するものであり、
第二高さ計が、前記第一基準長より長い第二基準長だけ前記第一高さ計から前記車両の前後方向へ離隔したところに設けられ、前記第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定対象として、路面までの高さを測定するものであり、
前記演算部が、前記移動距離計にて得た移動距離測定値と前記第一高さ計にて得た基準位置高さ測定値とに基づいて前記第一基準長対応の第一路面性状値を算出し、前記移動距離測定値と前記基準位置高さ測定値と前記第二高さ計にて得た離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第二基準長対応の第二路面性状値を算出し、前記第二路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行うが前記第一路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行わないものであって、更に、前記移動距離測定値と前記離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第一基準長対応の離隔位置路面性状値を算出し、前記第一路面性状値と前記離隔位置路面性状値とに基づき両者のずれを前記第二基準長の近傍に制限した範囲内で両者の相関を算出して最大相関値を選出するとともにそのときのずれ量を採択し、この採択ずれ量に応じて前記移動距離測定値を拡縮する校正処理を前記最大相関値に応じて選択的に行うようになっている
ことを特徴とする路面性状測定装置。
【請求項３】
前記移動距離計はその分解能が前記第一基準長より粗いものであり、前記演算部が、前記移動距離測定値について前記移動距離計の分解能を超える細分化を予測演算にて行うようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された路面性状測定装置。
【請求項４】
前記移動距離計はその分解能が前記第一基準長より粗いものであり、前記演算部が、前記基準位置高さ測定値と前記離隔位置高さ測定値とを一時記憶しておくものであって、前記移動距離測定値について前記移動距離計の分解能を超える細分化を補間演算にて行うようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された路面性状測定装置。
【請求項５】
前記車両に搭載されて路面までの高さを測定する第三高さ計が、前記第二基準長より長い三メートル以上の第三基準長の半分だけ前記第一高さ計から前記車両の前方向へ離隔したところに設けられ、前記車両に搭載されて路面までの高さを測定する第四高さ計が、前記第三基準長の半分だけ前記第一高さ計から前記車両の後方向へ離隔したところに設けられ、前記演算部が、前記基準位置高さ測定値と前記第三高さ計にて得た前方高さ測定値と前記第四高さ計にて得た後方高さ測定値とに基づいて前記第三基準長対応の第三路面性状値を算出するものであって、その際に、前記基準位置高さ測定値に関しては前記第二路面性状値の算出に係る踏面の算出結果を用いるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載された路面性状測定装置。
【請求項６】
上下方向の加速度を検出する加速度計が、前記第一高さ計の上方または極近傍に設けられ、前記演算部が、前記加速度計の加速度検出値に基づいて上下変位を算出するとともに、その上下変位算出値を前記基準位置高さ測定値に加算または減算して前記第一路面性状値に関する補正を行うものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載された路面性状測定装置。
【請求項７】
前記車両の傾きを検出する傾斜計が設けられ、前記演算部が、前記第一路面性状値の算出に際し前記傾斜計にて得た傾き検出値に基づいて前記基準位置高さ測定値から鉛直方向射影成分と水平方向射影成分とを算出し前記鉛直方向射影成分にて前記基準位置高さ測定値を補正するとともに前記水平方向射影成分を加算または減算して前記移動距離測定値を補正するものであることを特徴とする請求項６記載の路面性状測定装置。
【請求項８】
前記演算部が、前記第二路面性状値の算出に際し前記傾き検出値の差分と前記基準位置高さ測定値とに基づき前記移動距離測定値を補正して前記高さ計の路面上測定位置が前記第二基準長だけ移動したか否かを判定するものであることを特徴とする請求項７記載の路面性状測定装置。
【請求項９】
前記演算部が、前記路面上測定位置の前記第二基準長の移動ごとに路面の高低差を算出するものであって、その算出に際し、前記傾き検出値と前記高さ測定値と前記離隔位置高さ測定値も前記路面上測定位置の前記第二基準長の移動ごとの値を用いるものであることを特徴とする請求項８記載の路面性状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、自動車等の車両に搭載される路面性状測定装置に関し、詳しくは、車両を移動させながら移動経路に沿って路面の形状を測定する路面性状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  道路や滑走路などの路面について凹凸状態による路面性状を表す指標として、高周波重視の第一路面性状値「キメ深さ」や「テクスチャ深さＳＭＴＤ（Ｓｅｎｓｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｄ  Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ｄｅｐｔｈ）」、あるいは中間周波重視の第二路面性状値「国際ラフネス指数（ＩＲＩ）」、さらには低周波重視の第三路面性状値「３ｍσ」（σ３ｍとも称される）や「８ｍプロフィルメータによる路面凹凸測定方法」（ＪＨＳ２２０）（ＰｒＩ，ＴＣＲ）などが用いられている。
本発明の説明に役立つ部分を掻い摘んで説明すると、キメ深さやテクスチャ深さ（ＳＭＴＤ等）は、数ｃｍや数ｍｍさらにはそれより細かなピッチを第一基準長とした測定と演算とによって得られる。【０００３】  また、国際ラフネス指数（ＩＲＩ）は、２５ｃｍや数十ｃｍを第二基準長としてそのピッチで測定を行い更に所定の演算を行って得られる（例えば非特許文献１，非特許文献２参照）。
さらに、３ｍσは、日本道路公団規格ＪＨＳ２２３に規定されている「３ｍプロフィルメータによる路面凹凸測定方法」に則って、３ｍ（三メートル）を第三基準長とした測定と演算とによって得られる。ＰｒＩ，ＴＣＲは、８ｍを第三基準長として同様に得られる（例えば非特許文献３参照）。
何れの測定も３ｍプロフィルメータ等の路面性状測定装置を用いて行われ、その装置には、路面上を移動する移動手段と、その移動距離を測定する移動距離計と、路面までの高さを測定する高さ計と、所望の路面性状値（第一，第二，第三路面性状値）を算出する演算部とが具わっている。【０００４】  移動手段には、台車を手押しや人手で牽引する手動式と、台車を自動車等で牽引する車両牽引式と、自動車等の自走車両に全てを搭載する車載式（例えば特許文献１，特許文献２参照）とが挙げられるが、後述するように先願発明は多機能の装置を安価に提供するために移動手段として手動の台車を採用することを前提とするので、手動の台車をベースにした路面性状測定装置７０について、図面を参照して説明する。図１８は、（ａ）が路面性状測定装置７０の外観斜視図、（ｂ）がその簡略側面図、（ｃ）がそれを用いた測定状況の模式図である。【０００５】  路面性状測定装置７０は（図１８（ａ）参照）、手動牽引式の台車をベースにした３ｍプロフィルメータであり、その台車には、３ｍの第三基準長Ｌに対応した長さを持つ棒状の枠部１１と、その両端それぞれに一組ずつ装備された基準車輪７３と、掴んで引っ張るための牽引部７４とが具わっている。枠部１１は、大抵、ステンレス等からなる丈夫なビーム状・梁状のフレームであり、使用時に第三基準長Ｌに対応した長さになれば、折り畳み可能であっても伸縮可能であっても長さ固定であっても良い。基準車輪７３は、適宜な距離を保って軸支された四個が一組で、何れも、硬質ゴム等からなり、枠部１１の移動に応じて路面上を転動するようになっている。牽引部７４は、手を掛けやすいよう基準車輪７３支持部材か又は枠部１１から斜め上に伸びたアームやハンドルからなり、大抵、タッチパネル等の付いた操作部７５が取り付けられている。【０００６】  また（図１８（ａ），（ｂ）参照）、基準車輪７３の何れかに対して、枠部１１の移動距離を測定するため例えばロータリエンコーダからなる移動距離計１５が設けられており、枠部１１の中央には、収納ボックスや機器箱からなる測定部１２が付設されている。測定部１２には、路面８０までの高さを測定する高さ計７６と図示しない演算部とが納められている。演算部は、バッテリ駆動の電子回路等からなり、移動距離計１５及び操作部７５と適宜なケーブルにて信号送受可能に接続されていれば、測定部１２内のどこに在っても良い。高さ計７６は、路面８０に向けた適宜な変位計や距離計からなり、測定部１２内で枠部１１の中央位置に設置される。より具体的には、一組の基準車輪７３四個の中央位置と別の組の基準車輪７３四個の中央位置とが第三基準長Ｌになっていて、その丁度真ん中のところに（即ち基準車輪７３の各組から第三基準長Ｌの半分「Ｌ／２」ずつ寄ったところに）、鉛直下方向きで、高さ計７６が設けられている（図１８（ｂ）参照）。【０００７】  そして（図１８（ｃ）参照）、牽引部７４を手で引いて路面性状測定装置７０を移動させながら、操作部７５を操作して測定を開始させると、移動距離計１５によって路面８０上の移動距離が測定されるとともに、高さ計７６によって高さ計７６から路面８０までの高さが測定され、路面性状測定装置７０が１．���ｍ移動する度に、演算部によって高さ測定値に基づく所定演算が遂行されて、３ｍの第三基準長Ｌに対応した第三路面性状値「３ｍσ」が算出される。【０００８】  これに対し（図１８（ｄ）参照）、第三基準長Ｌより桁違いに短い第一基準長や第二基準長に対応したテクスチャ深さＳＭＴＤ（第一路面性状値）や国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）を測定する路面性状測定装置７９には、同じ手動式であっても、ずっと短い台車が用いられている。なお、車載式のものは、高速で移動・走行しながら測定できるようになった代わりに、高価な車両が必要であり、そのうえ、国際ラフネス指数ＩＲＩに適した逐次２点法での測定では一対の変位計の姿勢を制御する姿勢制御機構を導入したり（例えば特許文献１参照）、長い第三基準長Ｌに対応した３ｍσの測定では車両等コンパクト化のため高さ計を増やしたり演算内容を変えている（例えば特許文献２参照）。【０００９】  また、図１８（ｅ）は路面８０の表層部の縦断面の拡大図であるが、この路面８０は、浸透水性のアスファルトやコンクリートからなる舗装材８１で舗装されたものである。浸透水性の舗装材８１は最近多用されているが、これには排水のため意識的に微細な凹凸が付けられている。凹部８２は、例えば粒材と粒材との間に残された数ｍｍ程度の排水用小溝・排水用小孔・排水用空隙であり、凸部は、そのような粒材のうち最上位のもので構成され、その上面は、舗装時に平らに均されて、自動車等の走行時に車輪が接触転動する踏面８３となっている。そのような微細凹凸を把握するには、凹部８２の開口幅より短い例えば１ｍｍを第一基準長Ｎとして、そのピッチＮでのキメ深さ測定や、テクスチャ深さＳＭＴＤ測定が行われる。【００１０】
【特許文献１】  特開平６−９４４４５号公報
【特許文献２】  特開平７−３１８３４２号公報
【非特許文献１】小関祐二・鈴木康豊・関口英輔著「国際ラフネス指数（ＩＲＩ）について」、社団法人日本アスファルト協会「アスファルト  第４４巻  第２１０号」平成１４年１月発行、ｐ．５５−６５
【非特許文献２】「平成８年制定  コンクリート標準示方書［舗装編］」社団法人土木学会発行、ｐ．１６３−１６８
【非特許文献３】峰岸順一著「平坦性」、社団法人日本アスファルト協会「アスファルト  第４４巻  第２０８号」平成１３年７月発行、ｐ．３８−４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】［未公開の先願］  特願２００４−６８１１４号
本願の発明は手動限定の先願発明を改造して車載も可能なようにしようとするものなので、本願発明の解決課題の提起に先立って、ここに先願発明の内容を再掲する。
先願の発明は、手動の台車をベースにした路面性状測定装置に関し、詳しくは、台車を手押しや人手で牽引して移動させながら移動経路に沿って路面の形状を測定する路面性状測定装置に関する。【００１２】｛先願発明に係る解決課題｝
現在のところ、道路舗装後に最も多く行われている路面性状測定は、国内規格に則った第三基準長Ｌ＝３ｍ対応の第三路面性状値「３ｍσ」の測定であるが、上述のような浸透水性舗装の増加により、第一基準長Ｎ対応の第一路面性状値「キメ深さ」や「テクスチャ深さＳＭＴＤ」を測定するニーズが高まっており、さらに、国際化の流れに押されて、第二基準長Ｍ対応の第二路面性状値「国際ラフネス指数ＩＲＩ」を測定するニーズも高まりつつある。そして、それらの路面性状ごとに別個の路面性状測定装置を揃えるのは費用が嵩むうえ、装置を替えて同じところを何度も測定しなおすのは面倒で工数もかかるので、一台で３ｍσもＳＭＴＤ等も測定できるようにするのが望ましい。【００１３】  しかしながら、３ｍσの測定には、図１８（ｃ）のような長い手動の台車か大型車両が使われ、キメ深さやテクスチャ深さＳＭＴＤあるいは国際ラフネス指数ＩＲＩの測定には、図１８（ｄ）のような短い手動の台車か普通サイズの車両が使われるので、３ｍσ等の第三路面性状値の測定と、その他の第一路面性状値や第二路面性状値の測定は、別個の路面性状測定装置で別々に行われていた。また、上掲した特許文献１や特許文献２による技術的工夫も、自動車利用の車載式を前提として各路面性状の特性に基づく測定や演算の手法を特化させたものであり、一台で３ｍσもＳＭＴＤ等も測定するようにはなっていない。【００１４】  しかも、自動車はそれ自体が高価なのに揺動・傾動しやすいためその影響を抑制するのに姿勢制御機構を追加すると更に原価が上がってしまうという不都合がある。コストダウンのため自動車をコンパクトにしても、揺動・傾動が激しくなることから、姿勢制御機構を付けなければ高さ計の増設や演算手法等の工夫で補償・補正しなければならないので、コストは高止まりするうえ、補償・補正しきれないと測定精度を損ねかねない。このような不都合すなわち揺動・傾動の影響が大きいという不都合は、手動であっても短い台車を用いる従来の第一路面性状値測定にも、付きまとっている。【００１５】  そこで、一台で３ｍσ等の第三路面性状値ばかりかＳＭＴＤ等の第一路面性状値やＩＲＩ等の第二路面性状値なども測定できる多機能の路面性状測定装置を提供するとともに、そのような路面性状測定装置を安価であっても高精度なものにするよう、台車の選定に加えて、機能の組み合わせ方や、高さ計などの測定器具の設置、演算の仕方などに、工夫を凝らすことが技術的な課題となる。【００１６】｛先願発明に係る解決手段および作用効果｝
先願発明１の路面性状測定装置は、このような課題を解決するために創案されたものであり、三メートル又はそれ以上の第三基準長に対応した長さを持つ枠部を有しその両端それぞれに基準車輪が装備されている手動の台車と、その移動距離を測定する移動距離計と、前記枠部の中央に付設され路面までの高さを測定する高さ計（第一高さ計）と、前記移動距離計の移動距離測定値と前記高さ計の高さ測定値（基準位置高さ測定値）とに基づいて前記第三基準長対応の第三路面性状値を算出する演算部とを備えた路面性状測定装置において、前記高さ計（第一高さ計）が、路面の排水用凹部の開口幅より短い第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定するものであり、前記演算部が、前記移動距離測定値と前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）とに基づいて前記第一基準長対応の第一路面性状値を算出するとともに、前記第三路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行い、前記第一路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行わないようになっている、というものである。【００１７】  このような路面性状測定装置にあっては、手動牽引式３ｍプロフィールメータのように比較的安価で而も長くて揺動・傾動の少ない路面性状測定装置をベースにして、もとより具わっている第三基準長対応の第三路面性状値の算出機能に加え、第一基準長対応の第一路面性状値の算出も行うようにしたことにより、多機能なものとなって、国内規格に則り現状では欠かせない低周波重視の第三路面性状値も、浸透水性舗装では是非知りたい高周波重視の第一路面性状値も、一度の作業で同時に得ることができる。しかも、揺動・傾動が少ないので、高価な姿勢制御機構などは、要らない。
また、多機能化に際して、高さ計の特性を第一基準長に適合させるとともに、第一路面性状値算出のときは踏面の算出を行わないで、排水用凹部の中の微細形状まで路面性状値に反映させるようにし、その一方、第三路面性状値算出のときは排水用凹部を恰も埋めたのと等価になる踏面の算出を行うようにしたことにより、低周波重視と高周波重視という異質の測定に高さ計が不都合なく共用されて、部材費のコストアップが回避される。
したがって、この発明によれば、第三路面性状値ばかりか第一路面性状値も同時測定可能な多機能の路面性状測定装置であって高精度なものを安価に提供することができる。【００１８】  また、先願発明２の路面性状測定装置は、上記先願発明１の路面性状測定装置であって、上下方向の加速度を検出する加速度計が、前記高さ計の上方または極近傍に設けられ、前記演算部が、前記加速度計の加速度検出値に基づいて上下変位を算出するとともに、その上下変位算出値を前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）に加算または減算して前記第一路面性状値に関する補正を行うようになっている、というものである。
このような路面性状測定装置にあっては、加速度計を導入して高さ計の上下動を検知するとともに、演算によって第一路面性状値に関する補正を行うようにしたことにより、上下動の影響を受けやすい第一路面性状値について精度の向上が期待できる。しかも、揺動・傾動の少ない路面性状測定装置をベースにしているため、上下変位算出値を高さ測定値に加算する又は減算するといった簡便な手法でも精度の良い補正がなされる。これにより、精度向上をほんの僅かな部材追加で実現することができる。【００１９】  さらに、先願発明３の路面性状測定装置は、上記先願発明２の路面性状測定装置であって、前記枠部の傾きを検出する傾斜計が設けられ、前記演算部が、前記第一路面性状値の算出に際し前記傾斜計の傾き検出値に基づいて前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）から鉛直方向射影成分と水平方向射影成分とを算出し前記鉛直方向射影成分にて前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）を補正するとともに前記水平方向射影成分を加算または減算して前記移動距離測定値を補正するようになっている、というものである。
このような路面性状測定装置にあっては、傾斜計を導入して高さ計の傾きを検知するとともに、演算によって第一路面性状値に関する補正を行うようにしたことにより、上下動ばかりか傾きの影響も受けやすい第一路面性状値について更なる精度の向上が期待できる。しかも、揺動・傾動の少ない路面性状測定装置をベースにしているため、高さ測定値の射影成分で置換・加算・減算するといった簡便な手法でも精度の良い補正がなされる。これにより、更なる精度向上を僅かな部材追加で実現することができる。【００２０】  また、先願発明４の路面性状測定装置は、上記先願発明３の路面性状測定装置であって、前記第三基準長と前記第一基準長との中間の第二基準長だけ前記高さ計（第一高さ計）から離隔したところに路面までの高さを測定する他の高さ計（第二高さ計）が設けられ、前記演算部が、前記移動距離測定値と前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）と前記傾き検出値と前記の他の高さ計の離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第二基準長対応の第二路面性状値を算出するものであってその際に前記離隔位置高さ測定値に関して踏面の算出を行い前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）に関しては前記第三路面性状値の算出に係る踏面の算出結果を用いるようになっている、というものである。
このような路面性状測定装置にあっては、逐次２点法での測定に最小限必要な第二高さ計を導入するとともに、演算によって国際ラフネス指数ＩＲＩといった第二基準長対応の第二路面性状値を算出するようにしたことにより、更なる多機能化が僅かな部材追加で実現する。また、第二高さ測定値に関して踏面の算出を行うようにもしたことにより、第二高さ計に第一高さ計と同一仕様のものを使えるようになるので、仕様共通化によるコストの低減や在庫軽減まで図れる。しかも、そのようにしても、高さ測定値（基準位置高さ測定値）の利用時には第三路面性状値の算出に係る踏面の算出結果を用いるようにしたことにより、演算負担まで最小限の増加に抑えられる。【００２１】  また、先願発明５の路面性状測定装置は、上記先願発明４の路面性状測定装置であって、前記演算部が、前記第二路面性状値の算出に際し前記傾き検出値の差分と前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）とに基づき前記移動距離測定値を補正して前記高さ計（第一高さ計）の路面上測定位置が前記第二基準長だけ移動したか否かを判定するようになっている、というものである。
また、先願発明６の路面性状測定装置は、上記先願発明５の路面性状測定装置であって、前記演算部が、前記路面上測定位置の前記第二基準長の移動ごとに路面の高低差を算出するものであって、その算出に際し、前記傾き検出値と前記高さ測定値（基準位置高さ測定値）と前記離隔位置高さ測定値も前記路面上測定位置の前記第二基準長の移動ごとの値を用いるようになっている、というものである。
このような路面性状測定装置にあっては、第一路面性状値の精度向上に寄与した傾斜計の傾き検出値を再利用することにより、第二路面性状値についても、揺動・傾動の少ない路面性状測定装置をベースにしていることの利点を活用して、簡便な手法の判定や演算で殆どコストを掛けることなく高精度な結果を得ることができる。【００２２】｛先願発明を実施するための具体的な形態｝
このような先願発明の路面性状測定装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の具体例１〜３により説明する。
図１２〜図１３に示した具体例１は、上述した先願発明１〜２を具現化したものであり、図１４〜図１５に示した具体例２は、上述した先願発明３を具現化したものであり、図１６〜図１７に示した具体例３は、上述した先願発明４〜６を具現化したものである。
なお、それらの図示に際し従来（図１８参照）と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。【００２３】｛先願発明の具体例１｝
先願発明の路面性状測定装置の具体例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１２は、路面性状測定装置１０の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。【００２４】  この路面性状測定装置１０は手動牽引式３ｍプロフィルメータ兼キメ深さ測定器なので、その機械部分には、既述した路面性状測定装置７０の機構がそのまま引き継がれている。すなわち（図１８（ａ）及び図１２（ａ）参照）、３ｍの第三基準長Ｌに対応した長さを持つ枠部１１を有する台車がベースであり、それに、演算部２０等を納めた測定部１２と、台車の移動距離を測定する移動距離計１５とが、付設されている。この移動距離計１５が、ロータリエンコーダを用いたものであり、一定距離進む度にパルスｐを出力するようになっているのも、同様である。基準車輪７３の四つ組が枠部１１の両端それぞれに装備されていることや、手動牽引用の牽引部７４に操作部７５が取着されていることも、同様である。【００２５】  路面８０までの高さを測定する高さ計（第一高さ計）が枠部１１の中央（両端からＬ／２のところ）に付設されていることも同様であるが、その高さ計は、従来の高さ計７６ではなく、数ｍｍの凹部８２開口幅や１ｍｍの第一基準長Ｎよりも狭い範囲を測定する非接触式の高さ計１６になっている。そのような高さ計１６としては、ビーム径を細く絞り込めるレーザ距離計・レーザ変位計などが好適である。この高さ計１６は高さ測定値Ｋ（基準位置高さ測定値）を数ｋＨｚで繰り返し出力するようになっている。
また、測定部１２内で高さ計１６の上方に当たるところに、上下方向の加速度を検出して加速度検出値βを出力する加速度計１３が設置されている。このような加速度計１３には、サーボ加速度計（一軸のみ）などが好適である。【００２６】  演算部２０は（図１２（ｂ）参照）、大抵マイクロプロセッサやデジタルシグナルプロセッサで具現化され、これには、プログラムメモリやデータメモリが内蔵または外付けされる他、例えば正確な計時のために水晶発振子を組み込んだタイマー回路などからなり時刻ｔを出力する時計１４が付設されるとともに、図示は割愛したが、電池や，電源回路，Ａ／Ｄ変換器，操作部７５とのインターフェイス等も付設されている。これらも演算部２０と一緒に測定部１２に収納されている。【００２７】  演算部２０は、加速度計１３の加速度検出値βと時計１４の時刻ｔと移動距離計１５のパルスｐと高さ計１６の高さ測定値Ｋ（基準位置高さ測定値）とを入力し、これらを用いて所定の演算等を行って、３ｍσ（第三基準長Ｌ対応の第三路面性状値）とピッチＮのキメ深さ（第一基準長Ｎ対応の第一路面性状値）とを算出するものであり、そのために、上下変位算出部２１，凹凸二次元形状演算部２２，テクスチャ演算部２３，積算部２４，踏面算出部２５，３ｍσ算出部２６といったプログラムがインストールされている。また、そのデータメモリには、凹凸データ２２ａ，テクスチャデータ２３ａ，踏面データ２５ａ，３ｍσデータ２６ａの領域がそれぞれ割り付けられている。【００２８】  詳述すると、上下変位算出部２１は、高さ測定値Ｋの入力タイミングに同期して起動され、その度に、加速度検出値βと時刻ｔとを入力して上下変位算出値Ｄを算出するものである。具体的には、そのときの加速度検出値βと前回起動時からの経過時間Δｔとの積を足し込む（ΣβΔｔ）ことで上下方向速度Ｖを算出し、この上下方向速度Ｖと経過時間Δｔとの積を足し込む（ΣＶΔｔ）ことで上下方向変位の倍数Ｗを算出し、これを半分にする（Ｗ／２）ことで上下変位算出値Ｄを算出するようになっている。【００２９】  積算部２４は、パルスｐの入力がある度に単位距離を積み重ねて移動距離測定値ΔＳを算出するものであるが、その積算演算に際して、高さ測定値Ｋの入力タイミングに同期して移動距離測定値ΔＳを凹凸二次元形状演算部２２及び踏面算出部２５に送出するとともに、その送出後は積算値をゼロクリアするようになっている。そのため、移動距離測定値ΔＳは、高さ測定値Ｋの各入力の時間間隔に即ち高さ計１６による測定の間に高さ計１６の前進した距離を示すものとなる。【００３０】  凹凸二次元形状演算部２２は、高さ測定値Ｋの入力タイミングに同期して起動され、その度に、補正のため高さ測定値Ｋに上下変位算出値Ｄを加算して高さ測定値（Ｋ＋Ｄ）を算出し、さらに移動距離測定値ΔＳと高さ測定値（Ｋ＋Ｄ）とを組データ（ΔＳ：Ｋ＋Ｄ）にし、これを凹凸データ２２ａに貯め込んで蓄積するようになっている。このような凹凸データ２２ａは、移動距離測定値ΔＳが台車の移動速度に応じて増減する性質のものなので、路面８０の凹凸二次元形状を可変ピッチで表すものとなっている。【００３１】  テクスチャ演算部２３は、凹凸データ２２ａが溢れない程��の適宜な周期で又は操作等に応じて不定期に起動され、可変ピッチの凹凸データ２２ａから、例えば折れ線での近似演算や高次関数での内挿演算などを行って、第一基準長Ｎを基準とした固定ピッチの凹凸二次元形状データであるテクスチャデータ２３ａを算出するようになっている。そして、これら上下変位算出部２１と凹凸二次元形状演算部２２とテクスチャ演算部２３は、次に述べるような踏面の算出を行うことなく、移動距離測定値ΔＳと高さ測定値Ｋと加速度検出値βから、第一基準長Ｎ対応の第一路面性状値であるピッチＮのキメ深さを算出するものとなっている。【００３２】  踏面算出部２５は、移動距離測定値ΔＳと高さ測定値Ｋとから凹部８２の影響を排除・緩和するような演算を行って踏面高さＫｍを算出するものであり、そのために、高さ測定値Ｋの入力タイミングに同期して起動されて、その度に、踏面算出に必要なデータ蓄積を行うとともに、台車が第三基準長Ｌの半分（Ｌ／２）である１．５ｍを移動したことの判定を行う。そして、台車が１．５ｍ移動する度に、踏面高さＫｍを算出して３ｍσ算出部２６に送出するようになっている。【００３３】  踏面算出用データの蓄積は、移動距離測定値ΔＳと高さ測定値Ｋとを組データ（ΔＳ：Ｋ）にして踏面データ２５ａに貯め込むことで行われる。
また、台車１．５ｍ移動の判定は、前回の踏面高さＫｍ算出時から今に至る移動距離測定値ΔＳの和が１．５ｍに到達したか否かでなされる。
踏面高さＫｍの算出は、踏面データ２５ａを最新データから過去データへ順に読み出すのを、その間の移動距離（ΣΔＳ）が一定値に達するまで繰り返し、読み出した各データのうちから最も高い位置の高さ測定値Ｋを選出することで行われる（ＭＡＸ）。なお、上記一定値は、凹部８２の開口より大きな距離に設定される。例えば数ｃｍにされる。【００３４】  ３ｍσ算出部２６は、踏面高さＫｍを受け取る度に、３ｍσデータ２６ａに貯め込んで蓄積するとともに、３ｍσデータ２６ａが溢れない程度の適宜な周期で又は操作等に応じて不定期に、３ｍσデータ２６ａから標準偏差すなわち３ｍσの算出等を行うようになっている。そのため、３ｍσデータ２６ａは、固定値である第三基準長Ｌの半分（Ｌ／２）を測定ピッチとした測定データとなり、算出された標準偏差値３ｍσは、第三基準長Ｌ対応の第三路面性状値となる。なお、３ｍσの具体的な算出手順は、公知であり、日本道路公団規格ＪＨＳ２２３に規定され、非特許文献３等で解説されているので、ここでの説明は割愛する。【００３５】  この具体例１の路面性状測定装置１０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１３は、（ａ）〜（ｃ）何れも台車移動経路に沿った路面８０の縦断面を模式的に表示したものである。なお、表示倍率はそれぞれ異なる。【００３６】  手で引きながら測定するといった使い方は従来通りなので（図１８（ｃ）参照）、ここでは測定中の特徴的な動作等を説明する。
路面８０上を移動させながら路面性状測定装置１０で路面８０の測定を行うと、一度の移動で、低周波を重視した３ｍσ（第三路面性状値）と、高周波を重視した不定ピッチの凹凸二次元形状（第一路面性状値）及び固定ピッチＮのキメ深さ（第一路面性状値）とを、同時に測定することができるので、以下、測定データの入力状態とキメ深さの算出と３ｍσの算出について順に詳述する。【００３７】  路面性状測定装置１０を移動させると、数ｋＨｚで高さ測定値Ｋ（基準位置高さ測定値）が演算部２０に入力されるとともに他のデータβ，ｔ，ΔＳも入力または算出される（図１３（ａ）参照）。路面性状測定装置１０の移動手段が手動式なので、移動速度が多少変動するのは避けられず、移動距離測定値ΔＳも多少増減変化するが、移動距離測定値ΔＳは１ｍｍ前後かそれ以下に収まるので、数ｍｍ幅の開口を持った凹部８２を高さ測定から外すことは無い。また、高さ計１６（第一高さ計）の測定範囲を決めるレーザビーム径が充分に絞られているので、凹部８２内部の底面や側面まで明瞭な測定がなされて、路面８０が透水性アスファルト等であっても、その微細な凹凸形状を適切に反映した一連の高さ測定値Ｋが得られる（図中の矢線を参照）。【００３８】  移動距離測定値ΔＳと高さ測定値Ｋとを組みにして多数を連ねたものが原始的な凹凸二次元形状データであるが、台車が移動距離測定値ΔＳだけ移動している間に高さ計１６が上下動すると、高さ測定値Ｋには路面８０の高さ変化ばかりか高さ計１６の上下方向変位（Ｄ）まで入り込んでしまう（図１３（ｂ）におけるＫ１→Ｋ２を参照）。これに対し、上下変位算出部２１では加速度検出値βと時刻ｔとから高さ計１６の上下方向変位に相当する上下変位算出値Ｄが算出され、凹凸二次元形状演算部２２では上下変位算出値Ｄを用いて高き測定値Ｋが補正されるので、移動距離測定値ΔＳと高さ測定値（Ｋ＋Ｄ）との組を蓄積した凹凸データ２２ａは、台車移動時の高さ計１６の上下動の悪影響を排したものとなる。また、テクスチャ演算部２３によって、凹凸データ２２ａからテクスチャデータ２３ａが算出されるが、その演算は近似や内挿にて１ｍｍピッチＮの一連データに変換するものなので、テクスチャデータ２３ａも、上下動の影響の無い正確なものとなる。【００３９】  また、並行して踏面算出部２５による台車移動量の確認が行われ、台車が第三基準長Ｌの半分（Ｌ／２）である１．５ｍを移動したと判定されると、その度に、やはり踏面算出部２５によって踏面高さＫｍが算出される。踏面高さＫｍは（図１３（ｃ）参照）、数ｃｍ幅の極薄平板（図では両端矢付き実線）を路面８０上に乗せておいて、その高さを高さ計１６で測定したときの高さ測定値と同じになるので、仮に凹部８２を埋めて踏面８３で路面８０を均してから路面８０の高さ測定を行ったときの測定値と等価になる。そして、このような踏面高さＫｍが３ｍσ算出部２６によって３ｍσデータ２６ａに蓄積され、さらに、３ｍσ算出部２６によって３ｍσデータ２６ａから標準偏差３ｍσが算出されるので、高さ計１６のビーム径すなわち測定範囲が１ｍｍ（第一基準長Ｎ）より狭くても、そして１ｍｍより広い凹部８２が路面８０にあっても、凹部８２の影響の無い適切な３ｍσが得られる。【００４０】  こうして、一度の測定作業で、低周波を重視した３ｍσ（第三路面性状値）と、高周波を重視したピッチＮのキメ深さ（第一路面性状値）が、同時に得られる。そして、それらの異質な路面性状値は、必要なとき、操作等に応じて、操作部７５のパネルや他のディスプレイ等に表示されたり、データ蓄積や更なるデータ加工等のためのデータ送信に供される。【００４１】｛先願発明の具体例２｝
先願発明の路面性状測定装置の具体例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１４は、路面性状測定装置３０の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。また、図１５（ａ）は、ＳＭＴＤ算出手法の説明図であり、横軸に移動距離を採り縦軸に高さを採って回帰曲線からの偏倚状態を示している。【００４２】  この路面性状測定装置３０が上述した具体例１の路面性状測定装置１０と相違するのは、補正精度向上のために、傾斜計３１が追加された点と、凹凸二次元形状演算部２２及びテクスチャ演算部２３が改造されて其々凹凸二次元形状演算部３２及びテクスチャ演算部３３になっている点である。
傾斜計３１は、測定部１２に納めて設置され、枠部１１ひいては高さ計１６の傾きを検出して、その傾き検出値αを演算部２０に送出するものである。これには、傾斜計（液面型など）と角速度計とを組合わせて信号処理により予測傾斜を算出する方式などが好適である。【００４３】  凹凸二次元形状演算部３２は、凹凸二次元形状演算部２２同様、高さ測定値Ｋ（基準位置高さ測定値）の入力タイミングに同期して起動されて、その度に、移動距離測定値と高さ測定値とを組データにし、これを凹凸データ２２ａに貯め込んで蓄積するようになっているが、組データ算出時の補正内容が凹凸二次元形状演算部２２と異なる。すなわち、凹凸二次元形状演算部３２は、先ず、傾き検出値αから前回起動時と今回起動時の傾斜差Δα（傾き検出値の差分）を算出し、次にそれを用いて高さ測定値Ｋから鉛直方向射影成分（Ｋ・ｃｏｓΔα）と水平方向射影成分（Ｋ・ｓｉｎΔα）とを算出するようになっている。【００４４】  さらに、移動距離測定値ΔＳについては水平方向射影成分（Ｋ・ｓｉｎΔα）を減算して移動距離測定値（ΔＳ−Ｋ・ｓｉｎΔα）を算出し、高さ測定値Ｋについては鉛直方向射影成分（Ｋ・ｃｏｓΔα）で置き換えるとともに上下変位算出値Ｄを加算して高さ測定値（Ｄ＋Ｋ・ｃｏｓΔα）を算出する。それから、移動距離測定値（ΔＳ−Ｋ・ｓｉｎΔα）と高さ測定値（Ｄ＋Ｋ・ｃｏｓΔα）とを対にして、組データ（ΔＳ−Ｋ・ｓｉｎΔα：Ｄ＋Ｋ・ｃｏｓΔα）を作り上げるようになっている。【００４５】  テクスチャ演算部３３は、テクスチャ演算部２３と同様にピッチＮのキメ深さの算出を行うのに加えて、テクスチャ深さＳＭＴＤの算出も行うようになっている。テクスチャ深さＳＭＴＤの算出手順は、公知なので掻い摘んで説明すると（図１５（ａ）参照）、先ず一連の高さ測定値Ｋから回帰曲線（図では一点鎖線）を求め、次にその回帰曲線からの各高さ測定値Ｋの偏倚量（図では黒点付き細線の長さ）について自乗平均を演算する、というものである。このテクスチャ深さＳＭＴＤも第一基準長Ｎ対応の第一路面性状値である。【００４６】  この具体例２の路面性状測定装置３０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１５（ｂ）は、移動経路に沿った路面の縦断面を模式的に表示したものであり、図１５（ｃ）は、測定箇所の位置関係を示すベクトル図である。
傾斜計３１の導入と凹凸二次元形状演算部２２の改造とにより上述の具体例１の動作とは異なることになった凹凸二次元形状データの補正内容について詳述する。【００４７】  台車が移動距離測定値ΔＳだけ移動している間に（図１５（ｂ）における実線矢印と破線矢印を参照、また図１５（ｃ）における位置４１→位置４２も参照）、高さ計１６は、枠部１１に随伴して、上下動するのに加えて（図１５（ｂ）のＤを参照）、傾動もする（図１５（ｂ）のα１，α２を参照）。そのため（図１５（ｃ）参照）、高さ測定値Ｋには、路面８０の高さ変化ばかりか、高さ計１６の上下方向変位（Ｄ）と、さらには高さ計１６の傾斜差Δα（即ちα２−α１）に対応した分（Ｋ２・（１−ｃｏｓΔα））も、入り込んでしまう。また、傾斜差Δα対応分のレーザビーム照射位置のずれ量すなわち路面８０上での測定位置の変動量（Ｋ・ｓｉｎΔα）が、移動距離測定値ΔＳに入り込んでしまう。【００４８】  これに対し、凹凸二次元形状演算部３２では、上下変位算出部２１からの上下変位算出値Ｄだけでなく、移動距離計１５からの傾き検出値αも、補正演算に用いられる。そして、高さ測定値Ｋ２は、上下変位算出値Ｄと高さ測定値Ｋ２の鉛直方向射影成分（Ｋ２・ｃｏｓΔα）とで補正されて、高さ測定値（Ｄ＋Ｋ２・ｃｏｓΔα）にされる。また、移動距離測定値ΔＳは、高さ測定値Ｋ２の水平方向射影成分（Ｋ・ｓｉｎΔα）で補正されて、移動距離測定値（ΔＳ−Ｋ・ｓｉｎΔα）となる。【００４９】  このような測定値を組にして蓄積した凹凸データ２２ａの表す凹凸二次元形状は、台車移動時の高さ計１６の上下動の悪影響ばかりか傾動の悪影響も排したものとなり、精度が向上する。それから導出されるピッチＮのキメ深さやテクスチャ深さＳＭＴＤも同じく高精度になる。なお、枠部１１の長さが３ｍと長いうえ両端それぞれに四個一組の基準車輪が各々路面に接して回動可能となっていることから、例えば交通量の多い一般道路の管渠の段差４０ｍｍに前側二輪が乗り上げたような場合でも傾斜角変化が０．４°程度なので、枠部１１の傾きは精々１°までとして良く、上述の比較的簡便な演算内容の補正でも十分な精度の測定結果を得ることができる。【００５０】｛先願発明の具体例３｝
先願発明の路面性状測定装置の具体例３について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１６は、路面性状測定装置５０の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。【００５１】  この路面性状測定装置５０が上述した具体例２の路面性状測定装置３０と相違するのは、国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）も算出するために、高さ計５１（他の高さ計，第二高さ計）が測定部１２に追加収納された点と、踏面算出部５２と高低差算出部５３と加算部５４と国際ラフネス指数算出部５５といったプログラムが演算部２０に追加インストールされた点と、それに随伴して踏面データ５２ａと前回データ５３ａの領域がデータメモリに追加割付された点である。【００５２】  高さ計５１には、部材共通化等のため、高さ計１６と同じものが採用されるが、高さ計５１は、高さ計１６から第二基準長Ｍたとえば２５ｃｍだけ進行方向・前方に離隔したところに設けられて、そこから路面８０までの高さを測定し、その高さ測定値Ｊ（離隔位置高さ測定値）を演算部２０に送出するようになっている。
踏面算出部５２及び踏面データ５２ａは、それぞれ踏面算出部２５及び踏面データ２５ａと同様のものなので、繰り返しとなる説明は割愛するが、高さ測定値Ｋではなく高さ測定値Ｊを入力し、この高さ測定値Ｊと移動距離測定値ΔＳとから踏面算出の演算を行って、踏面高さＫｍ同様の踏面高さＪｍを算出するようになっている。また、何れの踏面高さＪｍ，Ｋｍも高低差算出部５３向けに随時算出されるようになっている。【００５３】  高低差算出部５３は、踏面高さＪｍと移動距離測定値ΔＳと傾き検出値αと踏面高さＫｍとから逐次２点法の演算を行ってピッチＭすなわち第二基準長Ｍ毎に路面８０の高低差ΔＨを算出するものである。逐次２点法を的確に遂行するために、高低差算出部５３は、高低差ΔＨを算出したときには、そのときの踏面高さＪｍと傾き検出値αと踏面高さＫｍとを前回データ５３ａに一時記憶しておくようになっている。【００５４】  さらに、傾斜差Δαと踏面高さＪｍ，Ｋｍとに基づき移動距離測定値ΔＳ具体的には高低差ΔＨ前回算出後の和ΣΔＳを補正して高さ計１６の路面上測定位置がピッチＭ（第二基準長Ｍ）だけ移動したか否かを判定するとともに、高さ計１６の路面上測定位置が前回の高低差ΔＨ算出時位置からピッチＭだけ移動したことが判明すると、そのときの傾斜差Δα及び踏面高さＪｍ，Ｋｍ（α２，Ｊ２，Ｋ２）と、前回データ５３ａの傾斜差Δα及び踏面高さＪｍ，Ｋｍ（α１，Ｊ１，Ｋ１）とから、路面８０の高低差ΔＨを算出するようになっている。【００５５】  具体的には、前回の高低差ΔＨ算出時位置からの高さ計１６の移動距離ΣΔＳは、近似的に  Ｍ−Ｋ２・ｓｉｎ（α２−α１）で算出される。また、高低差ΔＨは、やはり近似的に  −｛（Ｊ１−Ｋ１）・ｃｏｓΔα１｝＋Ｍ・ｓｉｎα１  で算出される。
加算部５４は、高低差ΔＨが算出される度に、それを足し込んで、ピッチＭの高さ測定値Ｈを算出する。
国際ラフネス指数算出部５５は、一連の高さ測定値Ｈから、標準偏差算出等の公知演算を行って（非特許文献１，非特許文献２等を参照）、第二基準長Ｍ対応の国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）を算出するようになっている。【００５６】  この具体例３の路面性状測定装置５０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１７は、（ａ）が移動経路に沿った路面８０の模式的な縦断面図および位置関係を示すベクトル図であり、（ｂ）がその要部の拡大図である。
高き計５１の導入と高低差算出部５３等のインストールとにより新たに加わった国際ラフネス指数ＩＲＩの測定について詳述する。【００５７】  台車が例えば２５ｃｍのピッチＭすなわち第二基準長Ｍほど移動している間に（図１７（ａ）参照）、枠部１１に随伴して高さ計１６が位置６１から位置６２へ移動し、高さ計５１が位置６３から位置６４へ移動したとき、枠部１１が前進に加えて上下動も傾動もするので、高さ計１６と高さ計５１との離隔距離が第二基準長Ｍであっても、位置６２と位置６３は重なるより重ならない場合が多く、先行の高さ計５１での前回測定位置と後行の高さ計１６での今回測定位置も一致するのは稀である。しかし、国際ラフネス指数ＩＲＩに適合した逐次２点法を適切に遂行するには、それらの路面上測定位置を一致させる又は充分に近づけることが必要である（図１７の測定位置６６を参照）。それを路面性状測定装置５０では以下のようして的確に而も簡便に成し遂げている。【００５８】  すなわち、前回の高低差ΔＨ算出時位置である路面上測定位置６５からの台車および高さ計１６の移動距離ΣΔＳが上述の式「Ｍ−Ｋ２・ｓｉｎ（α２−α１）」の算出値に達すると、高低差算出部５３によって、先行の高さ計５１での前回測定位置と後行の高さ計１６での今回測定位置が路面８０上の位置６６で重なったものと判定されて、新たな高低差ΔＨの算出が行われる。これにより、ピッチＭの移動が台車でなく路面上測定位置の離隔距離を基準としたものになるので、逐次２点法に対して的確に適合した高さ測定がなされることとなる。【００５９】  また、高低差ΔＨが上述式「−｛（Ｊ１−Ｋ１）・ｃｏｓΔα１｝＋Ｍ・ｓｉｎα１」で算出され、それに基づき、加算部５４にて高さ測定値Ｈが算出され、国際ラフネス指数算出部５５によって最終目的の国際ラフネス指数ＩＲＩが算出される。
こうして得られた路面性状値は、その算出過程で使用された移動距離ΣΔＳや高低差ΔＨの算出式が上述したような簡便な近似式であるが、やはり枠部１１の長さが３ｍと長いうえ両端それぞれに四個一組の基準車輪が付いていることから、実用に適う十分な精度を示す。【００６０】｛先願発明に係る具体例の変形等｝
上記具体例では、演算部２０がマイクロプロセッサ等で具現されていたが、演算部の具体化は、これに限られる訳でなく、例えばシステムＬＳＩやプログラム可能論理回路などで行っても良く、適宜組み合わせても良い。
また、上記具体例で示した路面性状値の補正時の加減は一例であり、路面性状値の補正時に補正値を加算するか減算するかは、基準方向の設定等に応じて適宜定められる。
さらに、上記具体例では、各測定値・検出値の入力タイミングを高さ測定値Ｋを基準に揃えていたが、これは必須ではないので、他の基準を採用しても良く、揃っていなくても良く、例えばパルスｐの入力やその逓倍のタイミングを併用するのも良い。【００６１】［本願の発明が解決しようとする課題］
このような先願発明によって、台車を手押しや人手で牽引する手動式に適用が限られるものの、基準長の異なる路面性状値を同時に精度良く測定しうる路面性状測定装置が安価に提供されるようになった。
そして、多機能で高精度の路面性状測定装置を安価に実現できることが判明すると、高速走行の可能な自動車等の自走車両に全てを搭載する車載式への適用が要請される。
もっとも、車載化に伴い、手動式では無視できた幾つかの技術課題が無視できなくなる。特に、高速走行下で精度の良い移動距離測定を安価に行うことが重要な課題として浮かんでくる。【００６２】  高速走行下でもｍｍオーダーの狭ピッチで移動距離を測定しうる車載可能な移動距離計として、空間フィルタ式速度検出器などの非接触式移動距離計が知られており市販もされているが、コスト面の制約等から採用しづらい。しかも、空間フィルタ式速度検出器は、路面や軌道上の模様から所定間隔の規則的な反射ムラを抽出することにより速度や距離を検出していることから、模様の無いところでは機能しない。
また、車両コストは別として、路面性状測定装置の原価は低廉に維持することが前提なので、車載化に伴う技術課題は、従来装置と異なる手法で解決しなければならず、姿勢制御機構の導入や（例えば特許文献１参照）、基準長より短いベースの採用は（例えば特許文献２参照）、装置の複雑化や原価高騰を招きがちなので、避けたい。【００６３】  そうすると、移動距離計には、車両に予め搭載されていて車軸や駆動軸といったシャフトの回転を検出する標準の車速センサを流用するか、高分解能のセンサを追加するにしても標準の車速センサと同じくシャフトに付設してその回転を検出する車速センサを採用したくなる。
しかしながら、このようなシャフト回転検出式の車速センサを移動距離計に採用した場合、コスト制約はクリアできても、そのままでは測定精度に難がある。具体的には、走行中に気温や路面状態等の変化に起因してタイヤの温度や内圧が変わると、タイヤ径や滑り率も変動するため、車速センサでの検出値が実際の速度や距離から乖離してしまうのである。また、標準の車速センサ等の場合、通常のスピードメータの要求仕様に基づいて例えば１０ｃｍ移動毎にしかパルスが出力されないため、それより短い第一基準長のピッチで繰り返されるキメ深さ測定やテクスチャ深さＳＭＴＤ測定が難しい。【００６４】  そこで、高価な測定器具を追加しなくても移動距離計の測定値からタイヤ変形等の悪影響が取り除かれるようにすることが、第１技術課題となる。
また、移動距離計の分解能より細かいピッチで測定が繰り返されるようにすることも、更なる課題、第２技術課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００６５】  本発明の路面性状測定装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、  車両に搭載される移動距離計と第一高さ計と第二高さ計と演算部とを具えた路面性状測定装置において、  前記移動距離計が、前記車両の車軸またはその駆動軸の回転を検出することにより、前記車両の移動距離を測定するものであり、  前記第一高さ計が、路面の排水用凹部の開口幅より短い第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定対象として、前記路面までの高さを測定するものであり、  第二高さ計が、前記第一基準長より長い第二基準長だけ前記第一高さ計から前記車両の前後方向へ離隔したところに設けられ、前記第一基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定対象として、路面までの高さを測定するものであり、  前記演算部が、前記移動距離計にて得た移動距離測定値と前記第一高さ計にて得た基準位置高さ測定値とに基づいて前記第一基準長対応の第一路面性状値を算出し、前記移動距離測定値と前記基準位置高さ測定値と前記第二高さ計にて得た離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第二基準長対応の第二路面性状値を算出し、前記第二路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行うが前記第一路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行わないものであって、更に、前記基準位置高さ測定値に基づく踏面と前記離隔位置高さ測定値に基づく踏面との両踏面のずれを前記第二基準長の近傍に制限した範囲内で両踏面の相関を算出して最大相関値を選出するとともにそのときのずれ量を採択し、この採択ずれ量に応じて前記移動距離測定値を拡縮する校正処理を前記最大相関値に応じて選択的に行うようになっている、というものである。【００６６】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段２）、上記解決手段１の前記演算部の機能のうち相関算出について相関対象データを踏面から第一基準長対応の路面性状値に変更したものである。具体的には、「更に」以降が、更に、前記移動距離測定値と前記離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第一基準長対応の離隔位置路面性状値を算出し、前記第一路面性状値と前記離隔位置路面性状値とに基づき両者のずれを前記第二基準長の近傍に制限した範囲内で両者の相関を算出して最大相関値を選出するとともにそのときのずれ量を採択し、この採択ずれ量に応じて前記移動距離測定値を拡縮する校正処理を前記最大相関値に応じて選択的に行うようになっていることを特徴とする。【００６７】  なお、「第二基準長の近傍」は、主として車両のタイヤの変形や滑りを考慮し、なるべくなら車両の揺れや傾き等も考慮して、第二基準長走行時に移動距離測定値が第二基準長から乖離・変動する範囲に応じて設定され、その最大範囲より僅かに広い範囲を占めるように設定するのが望ましい。【００６８】  さらに、本発明の路面性状測定装置は（解決手段３）、上記解決手段１，２の路面性状測定装置であって、前記移動距離計はその分解能が前記第一基準長より粗いものであり、前記演算部が、前記移動距離測定値について前記移動距離計の分解能を超える細分化を予測演算にて行うようになっていることを特徴とする。【００６９】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段４）、上記解決手段１，２の路���性状測定装置であって、前記移動距離計はその分解能が前記第一基準長より粗いものであり、前記演算部が、前記基準位置高さ測定値と前記離隔位置高さ測定値とを一時記憶しておくものであって、前記移動距離測定値について前記移動距離計の分解能を超える細分化を補間演算にて行うようになっていることを特徴とする。【００７０】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段５）、上記解決手段１〜４の路面性状測定装置であって、前記車両に搭載されて路面までの高さを測定する第三高さ計が、前記第二基準長より長い三メートル以上の第三基準長の半分だけ前記第一高さ計から前記車両の前方向へ離隔したところに設けられ、前記車両に搭載されて路面までの高さを測定する第四高さ計が、前記第三基準長の半分だけ前記第一高さ計から前記車両の後方向へ離隔したところに設けられ、前記演算部が、前記基準位置高さ測定値と前記第三高さ計にて得た前方高さ測定値と前記第四高さ計にて得た後方高さ測定値とに基づいて前記第三基準長対応の第三路面性状値を算出するものであって、その際に、前記基準位置高さ測定値に関しては前記第二路面性状値の算出に係る踏面の算出結果を用いるようになっていることを特徴とする。【００７１】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段６）、上記解決手段１〜５の路面性状測定装置であって、上下方向の加速度を検出する加速度計が、前記第一高さ計の上方または極近傍に設けられ、前記演算部が、前記加速度計の加速度検出値に基づいて上下変位を算出するとともに、その上下変位算出値を前記基準位置高さ測定値に加算または減算して前記第一路面性状値に関する補正を行うものであることを特徴とする。【００７２】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段７）、上記解決手段６の路面性状測定装置であって、前記車両の傾きを検出する傾斜計が設けられ、前記演算部が、前記第一路面性状値の算出に際し前記傾斜計にて得た傾き検出値に基づいて前記基準位置高さ測定値から鉛直方向射影成分と水平方向射影成分とを算出し前記鉛直方向射影成分にて前記基準位置高さ測定値を補正するとともに前記水平方向射影成分を加算または減算して前記移動距離測定値を補正するものであることを特徴とする。【００７３】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段８）、上記解決手段７の路面性状測定装置であって、前記演算部が、前記第二路面性状値の算出に際し前記傾き検出値の差分と前記基準位置高さ測定値とに基づき前記移動距離測定値を補正して前記高さ計の路面上測定位置が前記第二基準長だけ移動したか否かを判定するものであることを特徴とする。【００７４】  また、本発明の路面性状測定装置は（解決手段９）、上記解決手段８の路面性状測定装置であって、前記演算部が、前記路面上測定位置の前記第二基準長の移動ごとに路面の高低差を算出するものであって、その算出に際し、前記傾き検出値と前記高さ測定値と前記離隔位置高さ測定値も前記路面上測定位置の前記第二基準長の移動ごとの値を用いるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００７５】  このような本発明の路面性状測定装置にあっては（解決手段１，２）、高さ計の特性を第一基準長に適合させるとともに、第一路面性状値算出のときは踏面の算出を行わないで、排水用凹部の中の微細形状まで路面性状値に反映させるようにし、その一方、第二路面性状値算出のときは排水用凹部を恰も埋めたのと等価になる踏面の算出を行うようにしたことにより、重視する周波数の違う異質の測定に高さ計が不都合なく共用されて、部材費のコストアップが回避される。このような先願の利点を引き継ぐとともに、逐次２点法で測定される第二路面性状値の算出に要する第一，第二高さ計の測定値を用いた相関演算によって第二基準長近傍のずれ量を求め、これで移動距離計の測定値を校正するようにもしたことにより、やはり空間フィルタ式速度検出器などを追加することなく演算にて、移動距離計の測定精度を高めることができる。【００７６】  しかも、シャフト回転検出式の移動距離計を基本としているので、路面状況等によらず確実に移動距離測定値が得られるうえ、相関による校正処理は、相関値に応じて選択的に行われるようにしたことにより、適切な採択ずれ量が得られたときだけ行われ、信頼のおけないようなときには処理が回避される。
これにより、高価な測定器具を追加しなくてもシャフト回転検出式の移動距離計の測定値からタイヤ変形等の悪影響が的確に取り除かれるので、第１技術課題が解決される。
したがって、この発明によれば、第一路面性状値ばかりか第二路面性状値も同時測定可能な多機能の路面性状測定装置であって手動式に限らず車載式でも高精度なものを安価に提供することができる。【００７７】  また、本発明の路面性状測定装置にあっては（解決手段３）、予測演算にて移動距離測定値が細分化されるようにしたことにより、移動距離計の分解能より細かいピッチで測定が繰り返えされて、第一路面性状値も的確に求まることとなる。なお、予測演算は、直前の測定値や測定時間を所定の分割数で分割するといった比較的容易な手法で具現化できるうえ、その分割数を増減させる等のことで簡便に相関による校正処理と組み合わせることもできる。したがって、この発明によれば、第１技術課題に加えて第二技術課題も演算にて簡便かつ安価に解決される。【００７８】  さらに、本発明の路面性状測定装置にあっては（解決手段４）、補間演算にて移動距離測定値が細分化されるようにしたことにより、移動距離計の分解能より細かいピッチで測定が繰り返えされて、第一路面性状値も的確に求まることとなる。なお、補間演算は、一時記憶を利用することにより以前の測定値や測定時間から比較的容易な手法で具現化できるうえ、不等分割も一層適切に行えるので車両速度の急な変化があっても細分化がより精度良く行える。この場合も、分割数を増減させる等のことで簡便に相関による校正処理と組み合わせることができる。したがって、この発明によれば、第１技術課題に加えて第二技術課題が演算にて簡便かつ安価に解決されるうえ、速度変化にも強い路面性状測定装置を実現することができる。【００７９】  また、本発明の路面性状測定装置にあっては（解決手段５）、第三，第四高さ計を第三基準長対応位置に追加設置して第三路面性状値の算出を行う際に、第二路面性状値の算出に係る踏面の算出結果を用いるようにしたことにより、第一高さ計の共用化と演算負担の増加抑制とを同時に図りながら更なる多機能化を実現することができる。【００８０】  また、本発明の路面性状測定装置にあっては（解決手段６，７，８，９）、それぞれ先願発明２，３，５，６の利点を引き継いでいるが、これらは、姿勢変動の大きな車載式にあっては特に有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８１】  このような本発明の路面性状測定装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜７により説明する。
図１〜２に示した実施例１は、上述した解決手段１，６〜９（出願当初の請求項１，６〜９）を具現化したものであり、図３に示した実施例２は、上述した解決手段２，６〜９（出願当初の請求項２，６〜９）を具現化したものであり、図４に示した実施例３は、それらの合体例・拡張例である。また、図５〜６に示した実施例４は、上述した解決手段３（出願当初の請求項３）を具現化したものであり、図７〜８に示した実施例５は、上述した解決手段４（出願当初の請求項４）を具現化したものであり、図９に示した実施例６は、その変形例である。さらに、図１０〜１１に示した実施例７は、上述した解決手段５（出願当初の請求項５）を具現化したものである。
なお、それらの図示に際し先願発明（図１２〜１７）や従来（図１８参照）と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、それらとの相違点を中心に説明する。
【実施例１】
【００８２】  本発明の路面性状測定装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、路面性状測定装置１００の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部２０のブロック図である。また、図２は、演算部２０における相関算出部の説明図である。【００８３】  この路面性状測定装置１００が既述した先願発明の具体例３の路面性状測定装置５０（図１６参照）と相違するのは、移動手段である装置搭載先の車両が手動牽引式の台車から自走式の自動車９０になった点と、演算部２０に相関算出部１０１及び校正処理部１０２が追加された点と、演算部２０において積算部２４がパルス距離変換係数１０３を参照する変換係数可変式の積算部１０４になった点である。また、ここでは、演算部２０から３ｍσ算出部２６が省かれている。【００８４】  自動車９０は（図１（ａ）参照）、一般的な四輪の乗用車や貨物自動車で良いが、なるべくならホイールベースやトレッドが大きくて揺れ等の少ないものが望ましく、その車体の底部の中央部分に測定部１２が取り付けられる。測定部１２は、箱体のまま装着しても良く、箱体から内蔵品である加速度計１３や，時計１４，傾斜計３１，第一高さ計１６，第二高さ計５１といった測定機器を出してそれらを個々に自動車９０の車体へ直付け装着しても良く、それらを適宜な高剛性のビームやプレートに装着してから車体下面に取り付けるようにしても良い。それらの測定機器１３，１４，３１，１６，５１は、搭載先こそ異なれ、既述したものと同じ機能を果たすものである。【００８５】  そのうち、本発明に必須の高さ計１６，５１について再掲すると、第一高さ計１６は、第一基準長Ｎに対応したテクスチャ深さＳＭＴＤ（第一路面性状値）の測定のために、数ｍｍの凹部８２開口幅や１ｍｍの第一基準長Ｎよりも狭い範囲を測定する非接触式の高さ計が採用され、車体底部の中央に装着されて、そこから路面８０までの高さを測定し、その高さ測定値Ｋ（基準位置高さ測定値）を演算部２０に送出するようになっている。第二高さ計５１は、部材共通化等のため高さ計１６と同じものが採用され、第二基準長Ｍに対応した国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）の測定のために、第一高さ計１６から第二基準長Ｍだけ例えば２５ｃｍだけ自動車９０の進行方向へ例えば前方へ離隔したところに設けられて、そこから路面８０までの高さを測定し、その高さ測定値Ｊ（離隔位置高さ測定値）を演算部２０に送出するようになっている。【００８６】  移動距離計１５も、本発明に必須であり、既述の通り例えばロータリエンコーダからなり第一基準長Ｎより短い一定距離たとえば０．５ｍｍといった微小距離を進む度にパルスｐを発生して演算部２０に送出するようになっているが、搭載先が自動車９０になり、それに伴って車輪が硬質ゴム製等の変形しにくいものから空気の入った変形しやすいタイヤになったため、車輪の直接測定が難しいので、移動距離計１５は、自動車９０の車軸に臨んで設けられ又は車軸の駆動軸に臨んで設けられて、その軸回転を検出することにより、自動車９０の移動距離を測定するようになっている。移動距離計１５の付設に適した車軸には、従動輪側ではハブシャフト・車輪軸が挙げられ、駆動輪側では、ハブシャフトの他、車輪とディファレンシャルとの間に介挿されて回転伝動を行うシャフト類があればそれでも良い。また、移動距離計１５の付設に適した駆動軸には、エンジンや電動モータ等の駆動源とディファレンシャルとの間に介挿されて回転伝動を行うプロペラシャフト等が挙げられる。【００８７】  演算部２０は（図１（ｂ）参照）、３ｍσ算出部２６の削除により第三基準長Ｌ対応の３ｍσの算出を行わないものとなっているが、上下変位算出部２１と凹凸二次元形状演算部３２とテクスチャ演算部３３を引き継いでいるので、移動距離計１５にて得た移動距離測定値ΔＳと第一高さ計１６にて得た基準位置高さ測定値Ｋとに基づいて、第一基準長Ｎに準じた可変ピッチの凹凸二次元形状を凹凸データ２２ａに算出するとともに、第一基準長Ｎに対応した固定ピッチＮのキメ深さ・テクスチャ深さＳＭＴＤ（第一路面性状値）をテクスチャデータ２３ａに算出するようになっている。その際、加速度計１３と時計１４と傾斜計３１の測定値に基づく補正も行うようになっている。【００８８】  また、演算部２０は、踏面算出部２５と踏面算出部５２と高低差算出部５３と加算部５４と国際ラフネス指数算出部５５も引き継いでいるので、移動距離測定値ΔＳと基準位置高さ測定値Ｋと第二高さ計５１にて得た離隔位置高さ測定値Ｊとに基づいて、第二基準長Ｍに対応した国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）の算出も行うようになっている。しかも、その国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）の算出に際しては傾斜計３１の傾き検出値αに基づく補正に加えて踏面の算出を行うが、キメ深さ・テクスチャ深さ（第一路面性状値）の算出に際しては踏面の算出を行わないものとなっている。【００８９】  このような第一，第二路面性状値の算出手段は既述したものと同じであるが、移動距離計１５のパルスｐから移動距離測定値ΔＳを生成する積算部１０４にあっては、パルス距離変換係数１０３（Ｓ／Ｐ）が可変設定できるようになっている。すなわち、積算部２４では固定されていた単位距離が積算部１０４では校正処理部１０２によって更新されるようになっており、積算部１０４は、パルスｐの入力がある度にパルス距離変換係数１０３を積み重ねて移動距離測定値ΔＳを算出するようになっている。基準位置高さ測定値Ｋの入力タイミングに同期して移動距離測定値ΔＳを凹凸二次元形状演算部３２，踏面算出部２５，５２，高低差算出部５３等に送出することや、その送出後に積算値をゼロクリアすることは、既述した積算部２４と同じである。パルス距離変換係数１０３は、初期値が積算部２４の単位距離と同じにされ、その後は随時、校正処理部１０２によって拡縮（増減等）されるようになっている。【００９０】  相関算出部１０１は（図１（ｂ）参照）、基準位置高さ測定値Ｋに基づく踏面高さＫｍと離隔位置高さ測定値Ｊに基づく踏面高さＪｍとの両踏面のずれを第二基準長Ｍの近傍（Ｚｍ１〜Ｚｍ９）に制限した範囲内で両踏面の相関値Ｒｍ１〜Ｒｍ９を算出して最大相関値Ｒｍを選出するとともにそのときのずれ量Ｚｍを採択するものである。具体的には（図２参照）、踏面高さＫｍと移動距離測定値ΔＳとの組データを路面形状の特定に十分な個数（図２では１２組を���示）だけ先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）で記憶保持するとともに、第二基準長Ｍの移動距離をカバーする個数と路面形状の特定に十分な個数と第二基準長Ｍの近傍の半分強をカバーする個数との合計数（図２では３８組を図示）だけ、踏面高さＪｍと移動距離測定値ΔＳとの組データを、先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）で記憶保持しておき、両組データの相関を算出するようになっている。【００９１】  しかも、その相関算出に際しては、踏面高さＫｍ側は同じ全データを繰り返し使用し、踏面高さＪｍ側は先頭から一組ずつずらしながら第二基準長Ｍの近傍（図２では矢付き実線や矢付き波線で９組を図示）を移動させることにより両踏面のずれを第二基準長Ｍの近傍に制限した範囲内で、両踏面の相関値とずれ量との組（Ｒｍ１，Ｚｍ１）〜（Ｒｍ９，Ｚｍ９）を近傍対応個数だけ算出するようになっている。さらに、相関算出部１０１は、それらの相関値Ｒｍ１〜Ｒｍ９の中から最大相関値Ｒｍを選出するとともに、最大相関値Ｒｍを算出したときのずれ量を採択ずれ量Ｚｍに採択して、これらの最大相関値Ｒｍと採択ずれ量Ｚｍを校正処理部１０２に送出するようになっている。【００９２】  校正処理部１０２は（図１（ｂ）参照）、校正処理を最大相関値Ｒｍに応じて選択的に実行するものであり、校正処理実行時には採択ずれ量Ｚｍに応じて移動距離測定値ΔＳを拡縮するようになっている。具体的には、最大相関値Ｒｍが相関の強いことを示す所定の閾値たとえば０．９以上のときだけ、校正処理を実行するようになっている。また、移動距離測定値ΔＳの拡縮は、第二基準長Ｍと採択ずれ量Ｚｍとから例えば式［Ｍ／（Ｍ＋Ｚｍ）］にて拡縮係数φを算出し、この係数φをパルス距離変換係数１０３に乗じる等のことで、行われるようになっている。なお、パルス距離変換係数１０３の不所望な急変を防止するため、例えば、緩和係数γを０＜γ＜１で定め、それを用いて拡縮係数φを｛１＋（φ−１）／（１＋γ）｝に変換してから拡縮に供するようにしても良い。【００９３】  この実施例１の路面性状測定装置１００について、その使用態様及び動作を説明する。【００９４】  自動車９０を走行させると、移動速度こそ異なれ、手動牽引式の路面性状測定装置５０と同様、路面性状測定装置１００の場合も、数ｋＨｚで基準位置高さ測定値Ｋ及び離隔位置高さ測定値Ｊが演算部２０に入力されるとともに、他のデータβ，ｔ，ΔＳも演算部２０に入力され又は算出され、さらに、高周波を重視した不定ピッチの凹凸二次元形状（第一路面性状値）及び固定ピッチＮのキメ深さ（第一路面性状値）と、中間周波を重視した国際ラフネス指数ＩＲＩとが、同時に測定される。自動走行なので手動牽引のときより速やかに複数の路面性状を測定することができ、自動車９０のタイヤ径や滑り状態が変化しなければ路面性状測定装置５０と同様にして所期の精度で所望の測定結果が得られる。【００９５】  そして、走行中に気温や路面状態等の変化に起因してタイヤの温度や内圧が変わり、そのため、例えば、タイヤ径が小さくなると、移動距離計１５のパルスｐの間に走行する距離も同じ比率で減るので、移動距離測定値ΔＳは実際値より同率で見掛上大きくなる。逆にタイヤ径が大きくなると、移動距離計１５のパル���ｐの間に走行する距離も同じ比率で増えるため、移動距離測定値ΔＳは実際値より同率で見掛上小さくなる。見掛の移動距離測定値ΔＳが伸縮すると、第二基準長Ｍは不変なので、踏面高さＪｍと移動距離測定値ΔＳとの組データにて表される見掛の凹凸二次元形状も伸縮する。【００９６】  凹凸二次元形状が伸張すると、最大相関値Ｒｍの算出されるときの採択ずれ量Ｚｍがプラスの値になり、これに伴って拡縮係数φは“１”より小さくなるのに対し、凹凸二次元形状が収縮すると、最大相関値Ｒｍの算出されるときの採択ずれ量Ｚｍがマイナスの値になって、拡縮係数φは“１”より大きくなる。そして、最大相関値Ｒｍが閾値以上になったときには、拡縮係数φがパルス距離変換係数１０３に乗じられ、これによって、移動距離測定値ΔＳの不所望な伸縮が相殺される。【００９７】  こうして、シャフト回転検出式の移動距離計１５の測定値からタイヤ変形等の悪影響が的確に取り除かれるので、牽引式はもちろんのこと、車載式であっても、正確な移動距離測定値ΔＳに基づいて精度の良い路面性状測定が行われる。
しかも、十分な相関が得られないときには校正処理が行われないので、不確実で不適切かもしれない処理は確実に回避され、以前のパルス距離変換係数１０３を用いて測定が続行されるため、路面形状の相関に基づく距離測定が行えるか否かに拘わらず常に所望の路面性状値が得られる。
【実施例２】
【００９８】  本発明の路面性状測定装置の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図３は、演算部２０のブロック図である。
この路面性状測定装置２００が上述した実施例１の路面性状測定装置１００と相違するのは、凹凸二次元形状演算部２０１が追加された点と、相関算出部１０１が相関算出部２０２に変更された点である。【００９９】  凹凸二次元形状演算部２０１は、上下変位算出値Ｄと移動距離測定値ΔＳと傾き検出値αと基準位置高さ測定値Ｋとから凹凸データＫｓを算出する凹凸二次元形状演算部３２と同様のものであるが、基準位置高さ測定値Ｋに代えて離隔位置高さ測定値Ｊを入力することにより凹凸データＪｓを算出するようになっている。既述したように凹凸データＫｓは基準位置高さ測定値Ｋに上下変位と傾きの影響を排する補正を施したものであり、同様に凹凸データＪｓは離隔位置高さ測定値Ｊに上下変位と傾きの影響を排する補正を施したものとなる。【０１００】  相関算出部２０２は、踏面高さＫｍと踏面高さＪｍと移動距離測定値ΔＳとから最大相関値Ｒｍと採択ずれ量Ｚｍとを算出していた相関算出部１０１と同様のものであるが、凹凸データＫｓと凹凸データＪｓと移動距離測定値ΔＳとから最大相関値Ｒｓと採択ずれ量Ｚｓとを算出するようになっている。なお、相関算出部２０２に入力する移動距離測定値ΔＳは、積算部１０４の出力そのままでも良いが、凹凸二次元形状演算部３２，２０１で補正を施した後の方が好ましい。最大相関値Ｒｓ及び採択ずれ量Ｚｓは、校正処理部１０２へ送出され、それぞれ最大相関値Ｒｍ及び採択ずれ量Ｚｍに代えて校正処理部１０２に入力されるようになっている。【０１０１】  この場合も、自動車９０のタイヤ径や滑り状態が変化しなければ路面性状測定装置５０，１００と同様にして所期の精度で所望の測定結果が得られる。また、タイヤ径の拡縮等に起因して見掛の移動距離測定値ΔＳが伸縮すると、路面性状測定装置１００と同様、路面形状の相関に基づく距離測定を利用して拡縮係数φが求められ、拡縮係数φが得られると、拡縮係数φがパルス距離変換係数１０３に乗じられて、移動距離測定値ΔＳの不所望な伸縮が相殺される。
ただし、相関算出の対象が踏面高さＫｍ，Ｊｍから凹凸データＫｓ，Ｊｓに替わっているので、拡縮係数φの算出は次のようにして行われる。【０１０２】  すなわち、凹凸二次元形状が伸張すると、最大相関値Ｒｓの算出されるときの採択ずれ量Ｚｓがプラスの値になり、これに伴って拡縮係数φは“１”より小さくなるのに対し、凹凸二次元形状が収縮すると、最大相関値Ｒｓの算出されるときの採択ずれ量Ｚｓがマイナスの値になって、拡縮係数φは“１”より大きくなる。そして、最大相関値Ｒｓが閾値以上になったときには、拡縮係数φがパルス距離変換係数１０３に乗じられ、これによって、移動距離測定値ΔＳの不所望な伸縮が相殺される。【０１０３】  凹凸二次元形状は踏面よりも路面形状を細かく表しているので、この場合、路面形状の相関に基づく距離測定について、分解能が向上する一方、微細パターンの繰り返しには過剰反応しやすくなっている。そこで、例えば閾値を０．９５以上に高めるといったことも行って、校正実行の判定を厳密化することにより、移動距離測定値ΔＳの確度ひいては路面性状測定の精度が更に向上することとなる。
【実施例３】
【０１０４】  本発明の路面性状測定装置の実施例３について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図４は、路面性状測定装置３００の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部２０のブロック図である。【０１０５】  この路面性状測定装置３００が上述した実施例１，２の路面性状測定装置１００，２００と相違するのは、路面性状測定装置１００の相関算出部１０１と路面性状測定装置２００の相関算出部２０２とが併存している点と、路面模様の相関算出に供される受光量Ｋｐ，Ｊｐが演算部２０に入力されるようになった点と、その受光量Ｋｐ，Ｊｐを対象とする新たな相関算出部３０３が追加されている点と、それに伴い校正処理部１０２が改造されて校正処理部３０４になっている点である。【０１０６】  高さ計１６，５１にはレーザ距離計やレーザ変位計といった光学式のものが採用されているが、そのような光学式の高さ計は高さ測定値だけでなくそれに加えて受光量も出力するようになっているのが一般的なので、新たな測定器具を追加しなくても其々の受光量Ｋｐ，Ｊｐを演算部２０に取り込むことができる。そこで、この第一高さ計１６は基準位置高さ測定値Ｋに加えてフォトセンサ３０１の基準位置受光量Ｋｐも演算部２０に送出するようになっており、第二高さ計５１６は離隔位置高さ測定値Ｊに加えてフォトセンサ３０２の離隔位置受光量Ｊｐも演算部２０に送出するようになっている。なお、高さ計１６，５１が受光量Ｋｐ，Ｊｐを出力するようになっていない場合、受光量取得のため、例えば、図示しない半透明鏡を高さ計の受光光路途中に介在させて、その鏡で反射した光を別置の光検出器に導くようにしても良い。【０１０７】  相関算出部３０３は、相関算出部１０１，２０２と同様のものであるが、基準位置受光量Ｋｐと離隔位置受光量Ｊｐと移動距離測定値ΔＳとから最大相関値Ｒｐと採択ずれ量Ｚｐとを算出し、算出した最大相関値Ｒｐ及び採択ずれ量Ｚｐを校正処理部３０４に送出するようになっている。
相関算出部１０１で算出した最大相関値Ｒｍ及び採択ずれ量Ｚｍも、相関算出部２０２で算出した最大相関値Ｒｓ及び採択ずれ量Ｚｓも、校正処理部３０４に送出されるようになっている。【０１０８】  校正処理部３０４は、校正処理部１０２の判定機能を一組のデータに適合したものから三組のデータに適合するよう拡張したものであり、例えば、最も簡便な場合、最大相関値Ｒｓ，Ｒｍ，Ｒｐから最大のものを選出し、それから、その最大相関値および同組の採択ずれ量に基づいて校正処理部１０２と同様のことを行うようになっている。最大相関値Ｒｓ，Ｒｍ，Ｒｐそれぞれに異なる閾値を用いて閾値を上回る程度を比べる等のことにより、三組のデータから一組を選出するようにしても良い。最大相関値Ｒｓ，Ｒｍ，Ｒｐそれぞれに閾値を設定し、閾値を上回ったものが一つならばそれを選出し、二つ以上のときには、予め定めた優先順位に従って何れか一つを選出するようにしても良い。最大相関値だけでなく、閾値を上回った組における採択ずれ量Ｚｓ，Ｚｍ，Ｚｐの差が所定値より小さきときに限って校正処理を続行するようにしても良い。【０１０９】  この場合、相関算出部１０１，２０２によって大小二種類の路面形状相関が算出されるのに加え、相関算出部３０３によって路面の濃淡模様に係る相関も算出される。そして、路面形状の相関に基づく距離測定に加えて、路面の濃淡模様の相関に基づく距離測定もなされる。そのため、細かな形状や大まかな形状に基づいて移動距離測定値ΔＳの校正処理が行えるばかりか、形状変化のない路面であっても、濃淡があれば、移動距離測定値ΔＳの校正処理が行える。
このように異質の測定手法を並行して行うとともにその結果を統合して選択的に校正処理を実行するようにしたことにより、移動距離測定値ΔＳの確度ひいては路面性状測定の精度をより一層向上させることができる。
【実施例４】
【０１１０】  本発明の路面性状測定装置の実施例４について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図５は、路面性状測定装置４００の構造を示し、演算部２０のブロック図である。また、図６は、（ａ）〜（ｃ）いずれも移動距離測定値ΔＳの細分化に適う予測演算の説明図である。【０１１１】  この路面性状測定装置４００が上述した実施例３の路面性状測定装置３００と相違するのは、移動距離計１５が第一基準長Ｎより分解能の粗い移動距離計４０１になった点と、それを補償するため演算部２０に予測演算部４０２と細分化部４０３が追加された点である。
移動距離計４０１は、コスト削減のため、自動車９０に標準装備されてシャフトの回転を検出する車速センサが流用され、一定距離（Ｓ／ｑ）例えば１００ｍｍ移動毎にパルスｑを出力するようになっている。【０１１２】  予測演算部４０２及び細分化部４０３は、移動距離測定値ΔＳについて移動距離計４０１の分解能を超える細分化をパルス間隔の予測演算にて行うものであり、そのために、移動距離計４０１のパルスｑから移動距離計１５の出力パルスと等価なトリガーパルスｐを発生するようになっている。予測演算部４０２は、移動距離計４０１のパルスｑと時計１４の時刻ｔとを入力して、パルスｑの時間間隔からパルスｐを発生すべき時間間隔Δｔを予測し、このパルス発生時間間隔Δｔを細分化部４０３に送出するようになっている。細分化部４０３は、パルス発生時間間隔Δｔと時刻ｔとを入力して、パルス発生時間間隔Δｔ毎にトリガーパルスｐを発生し、このパルスｐを積算部１０４に送出するようになっている。【０１１３】  パルス発生時間間隔Δｔの予測手法としては、パルス発生時間間隔Δｔを一定にするシンプルな手法や（図６（ａ）参照）、パルス発生時間間隔Δｔの増減分を一定にする手法（図６（ｂ）参照）、パルスｑの時間間隔の変化を表す多項式によりパルス発生時間間隔Δｔを予測する手法（図６（ｃ）参照）などが例示できる。
パルス発生時間間隔Δｔを一定にする場合（図６（ａ）参照）、パルスｑの直前の時間間隔（ｔ２−ｔ１）を所定の分割数たとえば“１００”や“２５６”で割ってパルス発生時間間隔Δｔを算出し、これを繰り返し用いてパルス発生時間間隔Δｔ経過する度にパルスｐを発生するようになっている。【０１１４】  パルス発生時間間隔Δｔの増減分を一定にする場合（図６（ｂ）参照）、やはりパルスｑの直前の時間間隔（ｔ３−ｔ２）を所定分割数で割ってパルス発生時間間隔Δｔを算出するが、これは初期値Δｔ０としてだけ用いる。さらに、直前の時間間隔（ｔ３−ｔ２）に加え、もう一つ前の時間間隔（ｔ２−ｔ１）も用いて、差分Δ２ｔを式｛（ｔ３−ｔ２）−（ｔ２−ｔ１）｝／｛（所定分割数）×（所定分割数）｝にて算出し、この差分Δ２ｔでパルス発生時間間隔Δｔを増減する。具体的には、パルスｐを発生する度にパルス発生時間間隔Δｔを初期値Δｔ０から始めて差分Δ２ｔずつ変えるようになっている。【０１１５】  多項式を用いて予測する場合（図６（ｃ）参照）、例えば横軸に移動距離（ΔＳ）を採り縦軸に時間間隔（ｔ）を採ったグラフを表わせるデータ領域を確保しておき、そこに、一定距離（Ｓ／ｑ）を自動車９０が走行した度に得られた一連のパルスｑの時間間隔（ｔ６−ｔ５），（ｔ５−ｔ４），（ｔ４−ｔ３），（ｔ３−ｔ２），（ｔ２−ｔ１）を記憶保持して、更にそのグラフ（図では太い実線）に整合する多項式たとえば四次式を最小自乗法等の常套手段で求める。それから、その多項式で延長したグラフ（図では太い破線）について、一定距離（Ｓ／ｑ）を所定の分割数たとえば“１００”や“２５６”で割った細分距離で横軸（ΔＳ）を細分して（図では細い破線）、それぞれ（図では細い破線と太い破線との交点）の縦軸値を求め、これらの縦軸値を上記の所定分割数で割れば随時変化するパルスｐのパルス発生時間間隔Δｔが得られる。【０１１６】  この場合、移動距離計４０１の分解能が第一基準長Ｎより粗くなっているため、パルスｑの時間間隔も同じ比率で長くなり、そのままでは移動距離測定値ΔＳの更新に必要な精度を満足しないが、予測演算部４０２の予測演算によってパルス発生時間間隔Δｔが算出され、さらに細分化部４０３によってトリガーパルスｐが生成され、そのパルスｐのパルス発生時間間隔Δｔが十分に短くなっているので、積算部１０４が移動距離計１５でトリガーされていたときと同様に動作する。これにより、移動距離測定値ΔＳの分解能が第一基準長Ｎより細かくなったのと等価になる。【０１１７】  適切な移動距離測定値ΔＳが得られれば、他の部分は路面性状測定装置３００と同じになっているので、路面性状測定装置４００でも、第一基準長Ｎに対応したテクスチャ深さＳＭＴＤ（第一路面性状値）や、第二基準長Ｍに対応した国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）が、的確に求まる。
したがって、路面性状測定装置４００にあっては、路面形状の相関や濃淡模様の相関に基づく距離測定による選択的な移動距離測定値ΔＳの校正処理にて得られる効果を何ら損なうことなく、車速センサの流用により移動距離計１５の分だけ原価を低減することができる。
【実施例５】
【０１１８】  本発明の路面性状測定装置の実施例５について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図７は、路面性状測定装置５００の構造を示し、演算部２０のブロック図である。また、図８は、（ａ）〜（ｃ）いずれも移動距離測定値ΔＳの細分化に適う補間演算の説明図である。【０１１９】  この路面性状測定装置５００が上述した実施例４の路面性状測定装置４００と相違するのは、演算部２０に一時記憶部５０１が追加された点と、パルスｐの時間間隔ひいては移動距離測定値ΔＳに係る細分化を予測演算にて行う予測演算部４０２及び細分化部４０３がそれぞれ補間演算部５０２及び細分化部５０３に改造されて細分化を補間演算にて行うようになっている点である。【０１２０】  一時記憶部５０１は、各測定器具１３，１４，３１，１６，３０１，５１，３０２から送出されて演算部２０に入力された加速度検出値β，時刻ｔ，傾き検出値α，基準位置高さ測定値Ｋ，基準位置受光量Ｋｐ，離隔位置高さ測定値Ｊ，離隔位置受光量Ｊｐを先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）で記憶保持するとともに、パルスｐをランダムアクセス方式で記憶保持するようになっている。書込は、パルスｑ，ｐ以外の何れかの測定値が演算部２０に入力される度に行われ、読出は、細分化部５０３から許可された範囲について、測定値を要する処理部２１，３２，２５，５２，１０１，２０２，３０３が総て入力待ちになる度に行われるようになっている。【０１２１】  一時記憶部５０１の記憶容量は、車速センサの分解能対応距離（Ｓ／ｑ）を走行中に入力された各測定値を入側用と出側用とで二組ほど記録しておける容量が欲しいところ、これを時間軸で見るとパルスｑの時間間隔で二回分の時間に相当し、自動車９０の走行速度が低下すると必要容量が増加するようにも見られるが、その場合は、そもそも総ての測定値が後続の演算に使われる訳ではないので、精度を悪化させることなく、データを間引くことができる。そこで、この一時記憶部５０１には、例えば一つおきにデータを取捨するといった適宜な間引き処理が組み合わされており、満杯近くなると間引き処理が行われて、データが半分に圧縮され、メモリオーバーフローが回避されるようになっている。【０１２２】  補間演算部５０２及び細分化部５０３は、移動距離測定値ΔＳについて移動距離計４０１の分解能を超える細分化をパルス間隔の補間演算にて行うものであり、そのために、移動距離計４０１のパルスｑから移動距離計１５の出力パルスと等価なトリガーパルスｐを発生するようになっている。補間演算部５０２は、移動距離計４０１のパルスｑと時計１４の時刻ｔとを入力して、パルスｑの時間間隔からパルスｐを発生すべきであった時間間隔Δｔを補間演算にて求め、このパルス発生時間間隔Δｔを細分化部５０３に送出するようになっている。細分化部５０３は、パルス発生時間間隔Δｔを入力して、パルス発生時間間隔Δｔ毎にトリガーパルスｐを発生し、このパルスｐを適宜なデータ形式で一時記憶部５０１に書き込むようになっている。パルスｐの書込は一時記憶部５０１に記憶されている過去の時刻ｔを参照しながら時間を遡って行われるようになっている。【０１２３】  パルス発生時間間隔Δｔの補間手法としては、予測手法���ときと同様、パルス発生時間間隔Δｔを一定にする手法や（図８（ａ）参照）、パルス発生時間間隔Δｔの増減分を一定にする手法（図８（ｂ）参照）、パルスｑの時間間隔の変化を表す多項式によりパルス発生時間間隔Δｔを補間する手法（図８（ｃ）参照）などが例示できる。
パルス発生時間間隔Δｔを一定にする場合（図８（ａ）参照）、パルスｑの直前の時間間隔（ｔ２−ｔ１）を所定の分割数たとえば“１００”や“２５６”で割ってパルス発生時間間隔Δｔを算出し、これを繰り返し用いてパルス発生時間間隔Δｔ経過する度にパルスｐが発生していたかのような書込を一時記憶部５０１へ行うようになっている。【０１２４】  パルス発生時間間隔Δｔの増減分を一定にする場合（図８（ｂ）参照）、やはりパルスｑの直前の時間間隔（ｔ３−ｔ２）を所定分割数で割ってパルス発生時間間隔Δｔを算出するが、これは初期値Δｔ０としてだけ用いる。さらに、直前の時間間隔（ｔ３−ｔ２）に加え、もう一つ前の時間間隔（ｔ２−ｔ１）も用いて、差分Δ２ｔを式｛（ｔ３−ｔ２）−（ｔ２−ｔ１）｝／｛（所定分割数）×（所定分割数）｝にて算出し、この差分Δ２ｔでパルス発生時間間隔Δｔを増減する。具体的には、パルスｐを発生する度にパルス発生時間間隔Δｔを初期値Δｔ０から始めて差分Δ２ｔずつ変えるようになっている。この場合のパルスｐについても、そのようなパルスｐが発生していたかのような書込を一時記憶部５０１へ行うようになっている。【０１２５】  多項式を用いて予測する場合（図８（ｃ）参照）、例えば横軸に移動距離（ΔＳ）を採り縦軸に時間間隔（ｔ）を採ったグラフを表わせるデータ領域を確保しておき、そこに、一定距離（Ｓ／ｑ）を自動車９０が走行した度に得られた一連のパルスｑの時間間隔（ｔ６−ｔ５），（ｔ５−ｔ４），（ｔ４−ｔ３），（ｔ３−ｔ２），（ｔ２−ｔ１）を記憶保持して、更にそのグラフ（図では太い実線）に整合する多項式たとえば四次式を最小自乗法等の常套手段で求める。それから、直近の時間間隔（ｔ６−ｔ５）のグラフ（図では太い実線の一部）について、一定距離（Ｓ／ｑ）を所定の分割数たとえば“１００”や“２５６”で割った細分距離で横軸（ΔＳ）を細分して（図では細い実線）、それぞれ（図では細い実線と太い実線との交点）の縦軸値を求め、これらの縦軸値を上記の所定分割数で割れば随時変化するパルスｐのパルス発生時間間隔Δｔが得られる。この場合のパルスｐについても、そのようなパルスｐが発生していたかのような書込を一時記憶部５０１へ行うようになっている。【０１２６】  この場合も、補間演算部５０２の補間演算によってパルス発生時間間隔Δｔが算出され、きらに細分化部５０３によってトリガーパルスｐが生成され、そのパルスｐのパルス発生時間間隔Δｔが十分に短くなっているので、移動距離測定値ΔＳの分解能が第一基準長Ｎより細かくなったのと等価になる。
なお、この補間演算の場合は、補間対象とされるパルスｑの時間間隔（ｔ６−ｔ５）が確定しているので、上述の手法で一連のパルス発生時間間隔Δｔを算出した後、その総和ΣΔｔを算出し、それを用いて配分比Δｐ＝（Δｔ／ΣΔｔ）を算出し、それを用いてパルス発生時間間隔Δｔを式Δｔ＝Δｐ・（ｔ６−ｔ５）で修正することにより、誤差が累積しないで散逸するようになっている。【０１２７】  そして、適切な移動距離測定値ΔＳが得られれば、他の部分は路面性状測定装置４００と同じになっているので、路面性状測定装置５００でも、第一基準長Ｎに対応したテクスチャ深さＳＭＴＤ（第一路面性状値）や、第二基準長Ｍに対応した国際ラフネス指数ＩＲＩ（第二路面性状値）が、的確に求まる。
したがって、路面性状測定装置５００にあっては、路面形状の相関や濃淡模様の相関に基づく距離測定による選択的な移動距離測定値ΔＳの校正処理にて得られる効果を何ら損なうことなく、車速センサの流用により移動距離計１５の分だけ原価を低減することができる。しかも、急な速度変化があっても測定精度は良好に維持される。
【実施例６】
【０１２８】  本発明の路面性状測定装置の実施例６について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図９は、路面性状測定装置６００の構造を示し、演算部２０における移動距離測定値ΔＳの校正処理部６０１および細分化部６０２に関するブロック図である。【０１２９】  この路面性状測定装置６００が上述した実施例５の路面性状測定装置５００と相違するのは、校正処理部３０４とパルス距離変換係数１０３との組合わせに代わって校正処理部６０１及び細分化部６０２が移動距離測定値ΔＳの校正処理を実行するようになった点と、それに伴ってパルス距離変換係数可変の積算部１０４がパルス距離変換係数固定の積算部２４に戻された点である。【０１３０】  校正処理部６０１は、校正処理部３０４と同様のものであり、同様にして拡縮係数φを求めるが、拡縮係数φでパルス距離変換係数１０３を修正するのでなく、拡縮係数φを細分化部６０２に送出するようになっている。
細分化部６０２は、細分化部５０３とほぼ同様のものであるが、細分化のための分割数を固定せず可変するようになった点で細分化部５０３と異なる。具体的には、固定時の分割数を拡縮係数φで除するようになっている。なお、分割数に端数が生じた場合は、それに起因する誤差が累積しないよう、端数を次の細分化処理に引き継ぐようにもなっている。【０１３１】  この場合、パルス距離変換係数は固定されているが、その代わり拡縮係数φに応じてパルス分割数が増減するので、上述した路面性状測定装置５００と同様、移動距離測定値ΔＳが相関に基づく校正処理によって適切に拡縮される。
したがって、路面性状測定装置６００にあっても、路面形状の相関や濃淡模様の相関に基づく距離測定による選択的な移動距離測定値ΔＳの校正処理にて得られる効果を何ら損なうことなく、車速センサの流用により移動距離計１５の分だけ原価を低減することができるうえ、急な速度変化があっても測定精度が良好に維持される。
【実施例７】
【０１３２】  本発明の路面性状測定装置の実施例７について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１０は、路面性状測定装置７００の簡略側面図であり、図１１は、演算部２０のブロック図である。【０１３３】  この路面性状測定装置７００が上述した実施例６の路面性状測定装置６００と相違するのは、第三基準長Ｌに対応した低周波重視の３ｍσ（第三路面性状値）をも測定するために、第三高さ計７０１及び第四高さ計７０２が自動車９０に追加搭載された点と、踏面算出部７０３，７０４及び３ｍσ算出部７０５が演算部２０に追加された点である。【０１３４】  第三高さ計７０１にも第四高さ計７０２にも部材共通化等のため高さ計１６，５１と同じものが採用されており、何れの高さ計７０１，７０２も、自動車９０の下面に装着されて、そこから路面８０までの高さを測定するようになっている。
第三高さ計７０１は、第一高さ計１６から自動車９０の前方向すなわち進行方向へ第三基準長Ｌの半分（Ｌ／２）だけ離れたところに設けられて、路面８０までの前方高さ測定値を演算部２０に送出するようになっている。【０１３５】  第四高さ計７０２は、第一高さ計１６から自動車９０の後方向へ即ち第三高さ計７０１とは反対側へ第三基準長Ｌの半分（Ｌ／２）だけ離れたところに設けられて、路面８０までの後方高さ測定値を演算部２０に送出するようになっている。
踏面算出部７０３，７０４は踏面算出部２５，５２と同様のものであるが、踏面算出部７０３は第三高さ計７０１にて得た前方高さ測定値を入力してその踏面を求めるようになっており、踏面算出部７０４は第四高さ計７０２にて得た後方高さ測定値を入力してその踏面を求めるようになっている。【０１３６】  ３ｍσ算出部７０５は、基本部分は既述の３ｍσ算出部２６と同じであり、高低差算出部５３用に踏面算出部２５で算出した踏面高さＫｍから既述の適宜タイミングで３ｍσを算出するものであるが、踏面高さＫｍをそのまま３ｍσ算出に用いるのでなく踏面算出部７０３，７０４からの踏面高さで修正してから３ｍσ算出に供するようになっている。具体的には、踏面算出部７０３，７０４からの踏面高さの平均を前後高さ平均値として、走行測定時の前後高さ平均値と車両停止時の前後高さ平均値との差を踏面高さＫｍに加算するようになっている。【０１３７】  車載式の場合、走行測定中に、自動車９０の揺動や傾動などに起因して、３ｍの第三基準長Ｌの両端位置が基準車輪７３で支持したときより大きく上下動しがちであり、その影響は両端変動の平均分だけ第三基準長Ｌの中央位置に及ぶところ、この路面性状測定装置７００にあっては、その影響分に相当する前後高さ平均値にて踏面高さＫｍが修正されるので、不所望な影響が打ち消されて、３ｍσの測定も適切に行われる。
しかも、高さ計７０１，７０２の追加コストが部材共通化にて抑制されている。また、第一高さ計１６の高さ測定値Ｋ，Ｋｍを凹凸二次元形状演算部３２と高低差算出部５３と３ｍσ算出部７０５とで利用するようにしたことにより、高さ計の更なる増加ひいてはコストアップが回避されている。【０１３８】［その他］
なお、上記実施例では、いずれも自動車に搭載されていたが、本発明の路面性状測定装置は、自走式の車両に限らず、自動車牽引式の車両や、手動牽引式の車両にも、搭載することができる。
また、路面性状測定装置７０のように手動牽引式の台車に搭載する場合には、蛇行抑制のため、車輪７３の進行方向を固定する手段か進行方向を所定範囲に制限する手段を基準車輪７３に付設するのも良い。その場合、固定手段や制限手段は、固定や制限を自在にロック／ロック解除しうるようになっているのが、好ましい。【０１３９】  さらに、上記実施例４〜６ではパルス発生時間間隔Δｔを可変するようになったが、一般にラインセンサ等の受光素子での測定における検出時間間隔は一定になっていることが多いため、パルス発生時間間隔Δｔを変化させると両者を同期させるのが難しい。そこで、移動速度からパルス発生時間間隔の最小値を算出し、その半分以下の時間間隔（繰り返し出力の頻度では２倍程度かそれ以上）で測定しうるものを高さ計１６等に採用したうえで、高さ計１６等の出力データから、パルス発生時間間隔Δｔに基づくサンプリングタイミングに最も近いところのデータを選出して、後続の演算に使用すると良い。このような間引き手法の他、補間演算による手法も、有効である。これらの手法は、パルス発生時間間隔Δｔが可変のときに限らず、パルス発生時間間隔Δｔが一定であっても検出時間間隔と同期の採れていないときには、有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施例１について、路面性状測定装置の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。
【図２】演算部における相関算出部の説明図である。
【図３】本発明の実施例２について、路面性状測定装置の構造を示し、演算部のブロック図である。
【図４】本発明の実施例３について、路面性状測定装置の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。
【図５】本発明の実施例４について、路面性状測定装置の構造を示し、演算部のブロック図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）いずれも移動距離測定値の細分化に適う予測演算の説明図である。
【図７】本発明の実施例５について、路面性状測定装置の構造を示し、演算部のブロック図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）いずれも移動距離測定値の細分化に適う補間演算の説明図である。
【図９】本発明の実施例６について、路面性状測定装置の構造を示し、演算部における移動距離測定値の校正処理部および細分化部についてのブロック図である。
【図１０】本発明の実施例７について、路面性状測定装置の簡略側面図である。
【図１１】演算部のブロック図である。
【図１２】先願発明の具体例１について、路面性状測定装置の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）何れも移動経路に沿った路面の縦断面を模式的に表示したものである。
【図１４】先願発明の具体例２について、路面性状測定装置の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。
【図１５】（ａ）は、ＳＭＴＤ算出手法の説明図であって横軸に移動距離を採り縦軸に高さを採って回帰曲線からの偏倚状態を示している。（ｂ）は、移動経路に沿った路面の縦断面を模式的に表示したものであり、（ｃ）は、測定箇所の位置関係を示すベクトル図である。
【図１６】先願発明の具体例３について、路面性状測定装置の構造を示し、（ａ）が簡略側面図、（ｂ）が演算部のブロック図である。
【図１７】（ａ）が移動経路に沿った路面の模式的な縦断面図および位置関係を示すベクトル図であり、（ｂ）がその要部の拡大図である。
【図１８】従来の路面性状測定装置について、（ａ）が手動牽引式３ｍプロフィルメータの外観斜視図、（ｂ）がその簡略側面図、（ｃ）がそれを用いた測定状況の模式図、（ｄ）が他の装置を用いたＳＭＴＤやＩＲＩの測定状況の模式図、（ｅ）が路面の表層部の縦断面の拡大図である。
【符号の説明】
【０１４１】１０  路面性状測定装置（手動牽引式３ｍプロフィルメータ）
１１      枠部（３ｍのフレーム、梁、ビーム、手動の台車）
１２      測定部（機器箱、収納ボックス）
１３      加速度計
１４      時計（計時ユニット、タイマー）
１５      移動距離計（エンコーダ）
１６      高さ計（変位計、距離計、第一高さ計）
２０      演算部（マイクロプロセッサ、システムＬＳＩ）
２１          上下変位算出部（一定周期）
２２          凹凸二次元形状演算部（上下動補正付き）
２２ａ        凹凸データ（データ蓄積用メモリ）
２３          テクスチャ演算部（ピッチＭ、キメ深さ）
２３ａ        テクスチャデータ（データ蓄積用メモリ）
２４          積算部（リスタートタイプ）
２５          踏面算出部（転動接触幅から最大値選出）
２５ａ        踏面データ（データ蓄積用メモリ）
２６          ３ｍσ算出部（ピッチＬ／２＋標準偏差）
２６ａ        ３ｍσデータ（データ蓄積用メモリ）
３０  路面性状測定装置（手動牽引式３ｍプロフィルメータ）
３１      傾斜計
３２      凹凸二次元形状演算部（上下動＋傾き補正付き）
３３      テクスチャ演算部（キメ深さ＋ＳＭＴＤ）
４１，４２  位置（高さ計の移動位置）
５０  路面性状測定装置（手動牽引式３ｍプロフィルメータ）
５１      高さ計（変位計、距離計、第二高さ計）
５２      踏面算出部（転動接触幅から最大値選出）
５２ａ    踏面データ（データ蓄積用メモリ）
５３      高低差算出部（ピッチＮ）
５３ａ    前回データ（データ保持用メモリ）
５４      加算部（Σ演算）
５５      国際ラフネス指数算出部（ＩＲＩ算出）
６１〜６４  位置（高さ計の移動位置）
６５，６６  位置（高さ計による路面上の測定位置）
７０  路面性状測定装置（手動牽引式３ｍプロフィルメータ）
７３      基準車輪（四個一組、手動の台車）
７４      牽引部（アーム、ハンドル、手動の台車）
７５      操作部（タッチパネル）
７６      高さ計（変位計、距離計）
７９  路面性状測定装置（ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
８０  路面（道路、滑走路）
８１      舗装材（浸透水性アスファルト・コンクリート）
８２      凹部（排水用小溝、排水用小孔、排水用空隙）
８３      踏面（凸部上面、舗装面、走行面、転動接触面）
９０  自動車（自走車両、移動手段）
Ｌ，Ｍ，Ｎ  基準長（Ｌ＞Ｍ＞Ｎ）
１００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
１０１      相関算出部（踏面データに基づく相関）
１０２      校正処理部（単一相関）
１０３      パルス距離変換係数（Ｓ／Ｐ）
１０４      積算部（変換係数可変式）
２００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
２０１      凹凸二次元形状演算部（上下動＋傾き補正付き）
２０２      相関算出部（凹凸データに基づく相関）
３００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
３０１，３０２  フォトセンサ（受光量出力部）
３０３      相関算出部（濃淡データに基づく相関）
３０４      校正処理部（複数相関）
４００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
４０１      移動距離計（既載の車速センサ）
４０２      予測演算部（パルス間隔予測演算）
４０３      細分化部（二次トリガ・疑似パルス生成）
５００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
５０１      一時記憶部（ＦＩＦＯ）
５０２      補間演算部（パルス間隔補間演算）
５０３      細分化部（二次トリガ・疑似パルス生成）
６００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ測定装置、ＩＲＩ測定装置）
６０１      校正処理部（複数相関）
６０２      細分化部（二次トリガ・疑似パルス生成）
７００  路面性状測定装置（車載式、ＳＭＴＤ，ＩＲＩ，３ｍσ測定装置）
７０１      高さ計（変位計、距離計、第三高さ計）
７０２      高さ計（変位計、距離計、第四高さ計）
７０３，７０４  踏面算出部（転動接触幅から最大値選出）
７０５      ３ｍσ算出部（ピッチＬ／２＋標準偏差）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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