JP2004294152A

JP2004294152A - Road surface property measuring unit

Info

Publication number: JP2004294152A
Application number: JP2003084303A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Sawada; 英紀澤田; Hideaki Kurosu; 秀明黒須
Original assignee: Pasco Corp
Current assignee: Pasco Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP4906026B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a road surface property measuring unit for measuring and synthesizing a road surface profile and the three-dimensional geographical coordinates at each point on a road surface for accurately displaying a road surface state so that it can be grasped easily. <P>SOLUTION: The road surface property measuring unit comprises a profiler 10 for measuring the distance between each point on a road surface and oneself; a coordinates generating means 14 for giving three-dimensional geographical coordinates; a coordinates synthesis means 18 for synthesizing the distance data and three-dimensional geographical coordinates for generating data regarding the irregularities on the road surface by linking the three-dimensional geographical coordinates for each point on the road surface; and a data synthesizing means 26 for displaying irregularities on the road surface as an image reflected on an actual road surface image acquired by an image acquisition means 24, thus easily grasping the road surface profile. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面の凹凸形状、勾配等の路面性状を測定するための路面性状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、路面性状測定装置として、道路の縦断方向、横断方向の凹凸（プロファイル）、わだち掘れ、亀裂を測定する装置が種々提案されている。これらの中で、路面の凹凸の測定装置としては、例えば以下に示す特許文献１に開示されたような、路面に光を照射し、路面からの反射光を測定することにより装置と路面との距離を求め、路面の凹凸を測定するものがある。これは、測定装置を載置した車両を走行させながら路面に光を照射し、装置と路面との距離を測定して道路表面プロファイルを得るものである。
【０００３】
また、上述のような路面の凹凸の測定装置と加速度計とを組み合わせ、路面の凹凸と加速度計によって測定した道路の傾斜とを組み合わせたデータを取得できる装置が特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２０１５１７
【０００５】
【特許文献２】特開昭６３−１７３９１２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術においては、測定された路面上の各点に座標データを有しておらず、後工程における測定結果の表示等に必ずしも十分なデータとは言えなかった。このため、実際の路面状態を把握し難いという問題があった。
【０００７】
また、、加速度計を使用して道路の傾斜を測定する方法は、測定精度を高くし難いという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、路面プロファイルと路面の各点の３次元の地理座標を測定し、合成して、路面状態を把握しやすく正確に表示可能な路面性状測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、路面性状測定装置であって、路面上の各点と自分との距離を測定するプロファイラと、３次元の地理座標を与える座標発生手段と、前記プロファイラから取得した距離データと、前記座標発生手段から取得した３次元の地理座標とを合成し、路面上の各点ごとに３次元の地理座標を算出して路面の凹凸に関するデータとする座標合成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、路面上の各点ごとに３次元の地理座標を算出するので、この地理座標に基づいて路面プロファイルの正確な表示が可能となる。
【００１１】
また、上記路面性状測定装置が、さらに路面画像を取得する画像取得手段と、前記路面画像を前記路面の凹凸に関するデータと合成するデータ合成手段とを備え、路面の凹凸を、実際の路面画像上で表現した画像データを発生することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、路面プロファイルを、実際の路面画像上で表現して表示できるので、路面の状態の把握を容易にできる。
【００１３】
また、上記路面性状測定装置において、前記プロファイラからの距離データは、振動補正手段により前記プロファイラの振動による影響を除去されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、振動補正手段により路面性状測定装置を載置した車両の振動の影響を除去できるので、より正確な路面プロファイルを得ることができる。
【００１５】
また、上記路面性状測定装置において、前記プロファイラは、路面から反射してくる光または音の反射強度を測定可能であることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、路面から反射してくる光または音の反射強度を測定可能なので、路面上のレーンマーク等の識別を可能とできる。
【００１７】
また、上記路面性状測定装置は、さらに前記座標発生手段からの地理座標データを補間する座標補間手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、座標発生手段からの地理座標データを補間することにより、より正確な座標を得ることができる。
【００１９】
また、上記路面性状測定装置は、さらに前記座標発生手段からの地理座標データを、時間軸から距離軸へ変換する座標変換手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、時間軸上で得られる地理座標データを、所定の始点からの距離ごとのデータに変換するので、プロファイラと座標発生手段とのデータの合成が容易となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２２】
図１には、本発明にかかる路面性状測定装置の構成のブロック図が示される。この路面性状測定装置は、車両に載置され、車両を道路上で進行させながら道路の状態を測定するものである。図１において、プロファイラ１０は、路面上の各点と自分との距離を測定する装置であり、例えば路面に光、音波等を発射し、路面からの反射波を受け取って路面との距離を検出する構成となっている。このようなプロファイラ１０としては、レーザ光を使用するレーザプロファイラ等がある。プロファイラ１０が路面上の各点と自分との距離を測定する際には、プロファイラ１０が車両の進行方向に直交する方向に光等によるスキャンを行い、これを繰り返しながら車両を進行させ、これによって得られた反射波のデータから路面上の各地点ごとに自分との距離を演算する。このようにして得た路面上の各点とプロファイラ１０との距離の変化により、路面の凹凸を知ることができる。
【００２３】
上述したプロファイラ１０は、車両の振動により自身も振動し、測定値に誤差が生じるので、この振動の影響を除去する必要がある。このため、図１に示されるように、プロファイラ１０には振動補正手段１２が備えられ、プロファイラ１０によって測定された距離データから振動による影響を除去する構成となっている。この振動補正手段１２としては、加速度計を使用することができる。
【００２４】
また、本実施形態においては、ＧＰＳ受信機等により構成される座標発生手段１４が備えられ、座標発生手段１４の現在位置における３次元の地理座標を取得可能となっている。プロファイラ１０と座標発生手段１４とは、載置された車両上における互いの相対位置が予めわかっているので、座標発生手段１４の現在位置における３次元の地理座標からプロファイラ１０の現在位置における３次元の地理座標を算出することができる。この演算は、制御手段１６で行われる。なお、プロファイラ１０の地理座標の算出は、プロファイラ１０による道路上の点の距離測定ごとに行われる構成とするのが好適である。
【００２５】
上述したプロファイラ１０により取得された路面上の各点ごとの距離データと、座標発生手段１４により取得された地理座標から上述のようにして算出されたプロファイラ１０の３次元の地理座標とは、制御手段１６から座標合成手段１８にに送られ、座標合成手段１８により上記距離データと３次元の地理座標とが合成される。ここで、合成とは、路面上の各点ごとのプロファイラ１０との距離データと、その距離データを測定した際のプロファイラ１０の３次元の地理座標のデータとにより、路面上の各点の３次元の地理座標を算出することをいう。これにより、路面上の各点が地理座標上の位置データを有することになるので、この各点を集合させることにより路面の凹凸に関する正確なデータを発生することができる。このような路面の凹凸に関するデータをディスプレイ、プリンタ等の表示手段２０に表示させることにより、路面の凹凸を正確に表示できる。これにより、道路の所定の位置の路面の凹凸を、道路のワイヤメッシュ画像等で表現でき、道路状態の把握を容易にできる。
【００２６】
上述の座標発生手段１４を構成するＧＰＳ受信機は、車両がトンネル内に入った場合等衛星からの信号を受信できないときに、直前の座標データを出力するように構成されている。また、測定誤差等のため予め規定されている地図上の基準点の座標とずれが生じる場合もある。このため、座標発生手段１４から得られる座標データの誤差を補間するものとして、座標補間手段２２が設けられている。この座標補間手段２２としては、座標発生手段１４を構成するＧＰＳ受信の受信不能時の座標を補間するジャイロ及び基準点データとのずれを補正する手段等がある。後者の基準点データとのずれの補正は、例えば専用のソフトウェアにより実現することができる。座標補間手段２２の補間データは制御手段１６に送られ、座標発生手段１４から得られる座標データの補間が実行される。
【００２７】
上述した専用のソフトウェアとしては、例えば以下のような内容のものを使用できる。すなわち、基準点は、日本各地に設置されている、国土の形状を計測する場合の基準となる箇所であり、各基準点には絶対座標（地球座標）が付与されている。また、各基準点は、ＧＰＳデータを常時受信することにより各基準点の約５０ｋｍ圏のＧＰＳデータの誤差を算出している。この誤差は、電離層の状態の変動、ＧＰＳ衛星の軌道の変動等により発生している。このため、上記専用のソフトウェアは、座標発生手段１４がＧＰＳ受信機により取得した地理座標データに対して、当該地理座標データを取得したのと同時刻における５０ｋｍ圏内の基準点における誤差量を使用して補正を行う構成となっている。
【００２８】
次に、本実施形態の路面性状測定装置には、画像取得手段２４が備えられており、路面の画像を取得できる構成となっている。この画像取得手段２４としては、ラインセンサカメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ等を使用することができる。
【００２９】
制御手段１６では、プロファイラ１０及び上記画像取得手段２４からのデータを取得するタイミングも制御している。このために、制御手段１６は、車両の所定の走行距離ごとに距離発生手段３０が発生するパルス信号を受け取り、このパルス信号に同期して、プロファイラ１０及び画像取得手段２４に各データを取得させる構成となっている。このような構成により、本実施形態にかかる路面性状測定装置を載置した車両の車速が変動しても、常に一定の距離間隔でプロファイラ１０及び画像取得手段２４からデータを取得できる。すなわち、本実施形態では、プロファイラ１０及び画像取得手段２４からのデータは、距離軸上で発生していることになる。なお、上記距離発生手段３０としては、例えば空間フィルター法等の非接触型距離計を使用することができる。
【００３０】
一方、ＧＰＳ受信機等により構成される座標発生手段１４は、車両の走行に関係なく動作し、所定時間ごとに地理座標を発生している。このため、座標発生手段１４から得られるデータは時間軸上のデータとなっている。従って、一定の距離間隔で取得されたプロファイラ１０からのデータと合成するためには、この時間軸上のデータを、車両が所定の始点から走行した距離ごとの距離軸上のデータに変換する必要がある。このために、本実施形態の路面性状測定装置には、イベント発生手段３２が備えられている。制御手段１６は、距離発生手段３０からのパルス信号に同期してイベント発生手段３２にイベント信号を発生させ、座標発生手段１４に入力させる。座標発生手段１４では、イベント信号を受け取るとそのイベントを座標データに関連づける。次に、制御手段１６が座標発生手段１４から３次元の地理座標データを受け取るときには、座標発生手段１４から上記イベントに関連づけられたデータのみを取得する。イベント信号は、車両の所定の走行距離ごとに発生されるパルス信号に同期しているので、イベントを関連づけられた座標データも車両の所定の走行距離ごとのデータとなる。これにより、座標発生手段１４の時間軸上の座標データが距離軸上のデータに変換される。ここで、制御手段１６及びイベント発生手段３２により、本発明にかかる座標変換手段が構成される。
【００３１】
図２（ａ）、（ｂ）には、上記座標データの時間軸から距離軸への変換の説明図が示される。図２（ａ）では、横軸に時間が、縦軸に座標の値が取られている。また、図２（ｂ）では、横軸に距離が、縦軸に座標の値が取られている。
【００３２】
図２（ａ）において、座標発生手段１４では時間軸上で、すなわち車両の移動距離とは無関係に所定時間ごとに座標データが発生される。ここで、図２（ａ）に示されている座標の値を、例えば直交座標系のうちの高さ方向の座標値とすると、図２（ａ）には、道路の勾配が所定時間ごとに得られていることになる。次に、上述のように、距離発生手段３０からのパルス信号に同期してイベント信号が座標発生手段１４に与えられると、図２（ａ）に矢印で示されるように、座標データにイベントが関連づけられる。このイベントに関連づけられた座標データのみを抜き出すと、図２（ｂ）に示されるように、距離軸上で一定の距離間隔ごとの座標データとなる。イベント信号は、距離発生手段３０からのパルス信号に同期しているので、一定の距離間隔ごとのタイミングで座標発生手段１４に与えられるからである。
【００３３】
上述したように、プロファイラ１０、座標発生手段１４及び画像取得手段２４からのデータは、いずれも路面性状測定装置を載置した車両の一定の走行距離間隔ごとに取得される。このため、プロファイラ１０及び座標発生手段１４からのデータを容易にかつ正確に合成できる。
【００３４】
画像取得手段２４により取得された路面画像データは制御手段１６からデータ合成手段２６に送られ、データ合成手段２６において路面画像データと路面の各点の地理座標のデータとが合成される。この合成は、路面画像を構成する各画素データに、プロファイラ１０及び座標発生手段１４で取得した、路面の各点の地理座標のデータを付与することである。これにより、前述したワイヤメッシュ画像ではなく、路面の凹凸を実際の路面画像上で表現した画像データを発生し、表示することができる。このため、より路面状態の把握を容易にできる。
【００３５】
この際、路面画像データと路面の凹凸に関するデータとは、一定の距離間隔ごとに取得されているので、車両の走行方向には正確に一致させることができる。一方、道路の幅方向については、データのスケールを合わせる必要がある。このためには、後述する図４に示されるようなプロファイラ１０の構成により路面上のレーンマークを検出し、このレーンマークの位置が画像取得手段２４により取得された路面画像上のレーンマークの位置と一致するようにデータのスケールを合わせればよい。
【００３６】
なお、上記データ合成手段２６により合成される路面画像データと路面の各点の地理座標のデータとでは、データ密度が異なる。すなわち、路面画像データの方がデータ密度が高い。そこで、データ合成手段２６では、路面画像データと路面の各点の地理座標のデータとで対応するデータがある路面画像データ上の点には、路面画像データに路面の各点の地理座標をそのまま付与する。これに対して、路面の各点の地理座標のデータがない路面画像データ上の点では、その点の直近における、路面の各点の地理座標が存在する点の地理座標のデータで補間した地理座標を付与する。
【００３７】
以上に述べた各データは、必要に応じて制御手段１６が記憶手段２８に格納する。
【００３８】
なお、本実施形態にかかる路面性状測定装置は、取得した道路状態に関するデータを、所定の媒体を介してまたはオンラインにより、外部のパーソナルコンピュータ等に送ることができ、適宜な場所で上記データを再生して道路状態を監視することができる。
【００３９】
図３には、本発明にかかる路面性状測定装置を載置した測定用車両の例が示される。図３において、プロファイラ１０は、路面の測定視角を確保するため振動補正手段１２とともに車両３４の後部に設置されている。また、座標発生手段１４を構成するＧＰＳ受信機は、天空を確保するために車両３４の上部に配置される。このＧＰＳ受信機は、車両３４の前部と後部の２カ所に設置され、その相互位置関係からプロファイラ１０との相対位置を求めるように構成されている。このような構成により、プロファイラ１０の地理座標を正確に求めることができる。座標補間手段２２は車両３４の前部に設置されている。
【００４０】
また、画像取得手段２４は車両３４の前部に設置されている。これは、映像視角を確保するためである。さらに、所定の始点からの走行距離を測定しパルス信号を発生する距離発生手段３０は、車両３４の下部の後輪車軸近傍に設置されている。これは、路面の凹凸の影響を少なくするためである。
【００４１】
以上の各装置を制御する制御手段１６は、車両３４の後部に設置されている。この制御手段１６は、座標合成手段１８、データ合成手段２６、記憶手段２８、イベント発生手段３２等と併設されてもよい。また、表示手段２０及びキーボード、マウス等の入力手段を備えたコントロールパネル３６が、車両３４の助手席付近に設置され、車両３４の走行中に操作者が路面性状測定装置を操作できるようになっている。なお、これらの配置は特に限定されるものではなく、測定目的、車両３４の構造等により適宜決定することができるが、全体として重量バランスが考慮される。
【００４２】
プロファイラ１０は、前述したように、自身と路面との距離を測定する装置であるが、このほかに路面に対して発射した光、音波等が路面から反射してくる反射波の反射強度も測定可能に構成されている。このため、路面上に形成されたレーンマークの位置等を、反射強度の差から判別することができる。
【００４３】
図４には、上記プロファイラ１０の構成の一例のブロック図が示される。図４において、プロファイラ１０には制御部３８により制御され、測定用の光ビームを発射する発光部４０と、発光部４０から発射された光ビームが路面で反射した反射光を受光する受光部４２とが備えられている。発光部４０としては、赤外光、可視光、紫外光、レーザ光等を発光できるものを使用することができる。また、光の代わりに音波を使用することもできる。受光部４２は、上記発光部４０から発射され、路面で反射された光、音等を受け、これを電気信号に変換し、受光信号等を発生できる構成となっている。
【００４４】
制御部３８では、受光部４２から受け取った受光信号等を距離演算部４４と反射強度演算部４６とに出力する。距離演算部４４では、発光部４０から光等が発射され、受光部４２に受光されるまでの時間を測定する等の方法により、プロファイラ１０と路面との距離を演算する。また、反射強度演算部４６では、入力された受光信号等から反射波の反射強度を演算する。これは、例えば受光部４２から出力される受光信号等の信号強度を解析する方法等により実現できる。
【００４５】
以上のようにして演算された反射波の反射強度の測定結果が図５（ａ）に示される。図５（ａ）は、図５（ｂ）に横断方向の断面図として示される路面４８に発光部４０から測定用の光を発射し、その反射光を受光部４２で受光した場合の受光部４２からの受光信号を示している。図５（ｂ）に示されるように、路面４８にレーンマーク５０等が存在している場合に、路面４８のうち白色のレーンマーク５０が存在している部分と存在していない部分とでは光の反射率が異なる。このため、レーンマーク５０が存在している部分と存在していない部分とでは、反射光の強度が異なり、この結果、受光部４２から出力される受光信号の強度も異なってくる。図５（ａ）にはこの様子が示され、レーンマーク５０が存在している部分からの反射光の強度は、レーンマーク５０が存在していない部分からの反射光の強度より有意差をもって高くなっている。この反射強度の差から、路面４８上にレーンマーク５０等が存在している部分と存在していない部分とを区別することができる。
【００４６】
このような構成によれば、プロファイラ１０が取得したデータからレーンマーク５０等の位置を把握できるので、この位置を基準として、プロファイラ１０で取得した路面の凹凸と、画像取得手段２４で取得した路面画像との、道路の幅方向のスケールを合わせることを容易に行うことができる。
【００４７】
また、プロファイラ１０で使用される光を、自然光または照明装置からの人工光等の外乱光と異なる波長の光とすれば、昼間または夜間でも照明装置が点灯しているときにも路面性状の測定を行うことができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、路面上の各点ごとに３次元の地理座標を算出するので、この地理座標に基づいて路面プロファイルの正確な表示が可能となり、道路状態の把握が容易となる。
【００４９】
また、路面プロファイルを、実際の路面画像上で表現して表示することにより、路面の状態の把握をより容易にできる。
【００５０】
また、振動補正手段によりプロファイラの出力を補正して路面性状測定装置を載置した車両の振動の影響を除去できるので、より正確な路面プロファイルを得ることができる。
【００５１】
また、プロファイラは、自身と路面との距離に加え、路面から反射してくる光または音の反射強度を測定可能なので、路面上のレーンマーク等の識別を可能とできる。これにより、路面プロファイルと路面画像との道路の幅方向のスケールを正確に合わせることができる。
【００５２】
また、ＧＰＳ受信機等で構成される座標発生手段からの地理座標データを、ジャイロ、基準点データ等により補間するので、より正確な座標を得ることができる。
【００５３】
また、座標発生手段を構成するＧＰＳ受信機は、一定時間ごとにすなわち時間軸上で地理座標データを発生するが、この地理座標データを所定の始点からの距離ごとのデータすなわち距離軸上のデータに変換することにより、路面プロファイル及び道路状態のデータとの合成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる路面性状測定装置の構成のブロック図である。
【図２】座標発生手段からの座標データを時間軸から距離軸へ変換する場合の説明図である。
【図３】本発明にかかる路面性状測定装置を積載した測定用車両の例を示す図である。
【図４】図１に示されたプロファイラの構成の一例のブロック図である。
【図５】路面からの反射波の反射強度の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１０プロファイラ、１２振動補正手段、１４座標発生手段、１６制御手段、１８座標合成手段、２０表示手段、２２座標補間手段、２４画像取得手段、２６データ合成手段、２８記憶手段、３０距離発生手段、３２イベント発生手段、３４車両、３６コントロールパネル、３８制御部、４０発光部、４２受光部、４４距離演算部、４６反射強度演算部４８路面、５０レーンマーク。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface property measuring device for measuring road surface properties such as unevenness and gradient of a road surface.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various devices have been proposed as road surface property measuring devices for measuring unevenness (profile), rutting, and cracks in a longitudinal direction and a transverse direction of a road. Among these, as a device for measuring the unevenness of the road surface, for example, as disclosed in Patent Document 1 shown below, by irradiating light to the road surface and measuring the reflected light from the road surface, the device and the road surface There is one that calculates the distance and measures the unevenness of the road surface. In this method, a road on which a measuring device is mounted is irradiated with light while traveling, and a distance between the device and the road surface is measured to obtain a road surface profile.
[0003]
Patent Document 2 discloses an apparatus that combines the above-described road surface unevenness measuring device and an accelerometer and obtains data obtained by combining the road surface unevenness and the road inclination measured by the accelerometer.
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-63-201517
[0005]
[Patent Document 2] JP-A-63-173912
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional technology, each point on the measured road surface does not have coordinate data, and thus cannot be said to be necessarily sufficient data for displaying a measurement result in a subsequent process. For this reason, there was a problem that it was difficult to grasp the actual road surface condition.
[0007]
Further, the method of measuring the inclination of the road using the accelerometer has a problem that it is difficult to increase the measurement accuracy.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to measure and combine a three-dimensional geographical coordinate of a road surface profile and each point on the road surface to easily and accurately display a road surface state. It is an object of the present invention to provide a possible road surface property measuring device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention relates to a road surface property measuring apparatus, comprising: a profiler for measuring a distance between each point on a road surface and itself; coordinate generating means for providing three-dimensional geographical coordinates; Coordinates combining means for combining the distance data acquired from the above and the three-dimensional geographical coordinates acquired from the coordinate generating means, calculating three-dimensional geographical coordinates for each point on the road surface, and setting the data as data relating to unevenness of the road surface And the following.
[0010]
According to the above configuration, three-dimensional geographic coordinates are calculated for each point on the road surface, so that an accurate display of the road surface profile can be performed based on the geographic coordinates.
[0011]
Further, the road surface property measuring device further includes: an image acquisition unit that acquires a road surface image; and a data combining unit that combines the road surface image with data relating to the road surface unevenness. Generating the image data represented by.
[0012]
According to the above configuration, the road surface profile can be expressed and displayed on an actual road surface image, so that the state of the road surface can be easily grasped.
[0013]
Further, in the above-mentioned road surface property measuring apparatus, the distance data from the profiler is characterized in that the influence of the vibration of the profiler has been removed by vibration correction means.
[0014]
According to the above configuration, the influence of the vibration of the vehicle on which the road surface property measuring device is mounted can be removed by the vibration correction means, so that a more accurate road surface profile can be obtained.
[0015]
In the above-mentioned road surface property measuring apparatus, the profiler is capable of measuring the reflection intensity of light or sound reflected from the road surface.
[0016]
According to the above configuration, since the reflection intensity of light or sound reflected from the road surface can be measured, it is possible to identify a lane mark or the like on the road surface.
[0017]
Further, the road surface property measuring device further includes a coordinate interpolating unit that interpolates the geographical coordinate data from the coordinate generating unit.
[0018]
According to the above configuration, more accurate coordinates can be obtained by interpolating the geographical coordinate data from the coordinate generating means.
[0019]
Further, the road surface property measuring device is further provided with coordinate conversion means for converting the geographical coordinate data from the coordinate generation means from a time axis to a distance axis.
[0020]
According to the above configuration, since the geographical coordinate data obtained on the time axis is converted into data for each distance from a predetermined starting point, it is easy to combine data between the profiler and the coordinate generating means.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a block diagram of a configuration of a road surface property measuring apparatus according to the present invention. This road surface property measuring device is mounted on a vehicle and measures the state of the road while the vehicle is traveling on the road. In FIG. 1, a profiler 10 is a device that measures the distance between each point on a road surface and itself. For example, the profiler 10 emits light, sound waves, and the like to the road surface, receives reflected waves from the road surface, and detects the distance to the road surface. Configuration. As such a profiler 10, there is a laser profiler using a laser beam. When the profiler 10 measures the distance between each point on the road surface and itself, the profiler 10 scans with light or the like in a direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle, repeats this, and advances the vehicle. The distance from itself is calculated for each point on the road surface from the obtained reflected wave data. The change in the distance between each point on the road surface and the profiler 10 obtained in this way makes it possible to know the unevenness of the road surface.
[0023]
The profiler 10 itself also vibrates due to the vibration of the vehicle, causing an error in the measured value. Therefore, it is necessary to remove the influence of the vibration. For this reason, as shown in FIG. 1, the profiler 10 is provided with a vibration correcting unit 12 so as to remove the influence of the vibration from the distance data measured by the profiler 10. An accelerometer can be used as the vibration correction means 12.
[0024]
Further, in the present embodiment, a coordinate generating means 14 including a GPS receiver or the like is provided, and three-dimensional geographic coordinates at the current position of the coordinate generating means 14 can be obtained. Since the relative positions of the profiler 10 and the coordinate generating means 14 on the mounted vehicle are known in advance, the three-dimensional geographical coordinates of the current position of the coordinate generating means 14 are used to determine the three-dimensional position of the profiler 10 at the current position. Can be calculated. This calculation is performed by the control unit 16. It is preferable that the calculation of the geographical coordinates of the profiler 10 be performed every time the distance of a point on a road is measured by the profiler 10.
[0025]
The distance data for each point on the road surface obtained by the above-described profiler 10 and the three-dimensional geographical coordinates of the profiler 10 calculated as described above from the geographical coordinates obtained by the coordinate generating means 14 are controlled. The distance data and the three-dimensional geographical coordinates are synthesized by the coordinate synthesizing unit 18. Here, “combination” refers to the distance between each point on the road surface and the profiler 10 and the data of the three-dimensional geographical coordinates of the profiler 10 when the distance data is measured. Calculating dimensional geographic coordinates. As a result, each point on the road surface has position data on geographical coordinates, and by collecting these points, accurate data relating to the unevenness of the road surface can be generated. By displaying such data on road surface unevenness on the display means 20 such as a display or a printer, road surface unevenness can be accurately displayed. Thereby, the unevenness of the road surface at a predetermined position on the road can be represented by a wire mesh image of the road or the like, and the road condition can be easily grasped.
[0026]
The GPS receiver constituting the coordinate generating means 14 is configured to output the immediately preceding coordinate data when a signal from a satellite cannot be received, such as when a vehicle enters a tunnel. In addition, there may be a case where a deviation from the coordinates of the reference point on the map that is defined in advance occurs due to a measurement error or the like. Therefore, a coordinate interpolating unit 22 is provided to interpolate the error of the coordinate data obtained from the coordinate generating unit 14. Examples of the coordinate interpolating means 22 include a gyro constituting the coordinate generating means 14 for interpolating coordinates when GPS reception is not possible, and a means for correcting deviation from reference point data. The latter correction of the deviation from the reference point data can be realized by, for example, dedicated software. The interpolation data of the coordinate interpolation unit 22 is sent to the control unit 16, and the interpolation of the coordinate data obtained from the coordinate generation unit 14 is performed.
[0027]
As the dedicated software described above, for example, the following software can be used. In other words, the reference points are places that are installed in various parts of Japan and serve as references when measuring the shape of the land, and each reference point is given absolute coordinates (earth coordinates). In addition, each reference point calculates the error of the GPS data within a range of about 50 km of each reference point by constantly receiving the GPS data. This error is caused by a change in the state of the ionosphere, a change in the orbit of the GPS satellite, and the like. For this reason, the dedicated software uses the error amount at the reference point within 50 km within the same time when the geographic coordinate data obtained by the coordinate generating means 14 with the GPS receiver is obtained at the same time when the geographic coordinate data is obtained. Correction is performed.
[0028]
Next, the road surface property measuring device of the present embodiment is provided with the image obtaining means 24, and is configured to be able to obtain an image of the road surface. As the image acquisition unit 24, a line sensor camera, a video camera, a digital camera, a film camera, or the like can be used.
[0029]
The control unit 16 also controls the timing of acquiring data from the profiler 10 and the image acquiring unit 24. For this purpose, the control unit 16 receives a pulse signal generated by the distance generation unit 30 for each predetermined traveling distance of the vehicle, and causes the profiler 10 and the image acquisition unit 24 to acquire each data in synchronization with the pulse signal. It has a configuration. With such a configuration, data can always be acquired from the profiler 10 and the image acquisition unit 24 at a constant distance interval even if the speed of the vehicle on which the road surface property measuring device according to the present embodiment is mounted fluctuates. That is, in the present embodiment, the data from the profiler 10 and the image acquisition unit 24 are generated on the distance axis. As the distance generating means 30, a non-contact type distance meter such as a spatial filter method can be used.
[0030]
On the other hand, the coordinate generating means 14 constituted by a GPS receiver or the like operates irrespective of the running of the vehicle, and generates geographic coordinates every predetermined time. Therefore, the data obtained from the coordinate generating means 14 is data on the time axis. Therefore, in order to combine the data on the time axis with the data from the profiler 10 acquired at constant distance intervals, it is necessary to convert the data on the time axis into data on the distance axis for each distance the vehicle has traveled from a predetermined starting point. There is. For this purpose, the road surface property measuring device of the present embodiment is provided with an event generating means 32. The control means 16 causes the event generating means 32 to generate an event signal in synchronization with the pulse signal from the distance generating means 30 and causes the coordinate generating means 14 to input the event signal. Upon receiving the event signal, the coordinate generating means 14 associates the event with the coordinate data. Next, when the control means 16 receives three-dimensional geographical coordinate data from the coordinate generation means 14, it acquires only data associated with the event from the coordinate generation means 14. Since the event signal is synchronized with the pulse signal generated for each predetermined traveling distance of the vehicle, the coordinate data associated with the event is also data for each predetermined traveling distance of the vehicle. Thereby, the coordinate data on the time axis of the coordinate generating means 14 is converted into data on the distance axis. Here, the control means 16 and the event generation means 32 constitute a coordinate conversion means according to the present invention.
[0031]
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of the conversion of the coordinate data from the time axis to the distance axis. In FIG. 2A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents coordinate values. In FIG. 2B, the horizontal axis represents distance, and the vertical axis represents coordinate values.
[0032]
In FIG. 2A, the coordinate generating means 14 generates coordinate data on a time axis, that is, every predetermined time regardless of the moving distance of the vehicle. Here, assuming that the values of the coordinates shown in FIG. 2A are, for example, the coordinate values in the height direction in the rectangular coordinate system, FIG. It has been obtained. Next, as described above, when an event signal is given to the coordinate generating means 14 in synchronization with the pulse signal from the distance generating means 30, an event is added to the coordinate data as shown by an arrow in FIG. Associated. If only the coordinate data associated with this event is extracted, it becomes coordinate data at a fixed distance interval on the distance axis, as shown in FIG. 2B. This is because the event signal is synchronized with the pulse signal from the distance generating means 30 and is given to the coordinate generating means 14 at a timing of a certain distance interval.
[0033]
As described above, the data from the profiler 10, the coordinate generating means 14, and the image acquiring means 24 are all acquired at regular intervals of the traveling distance of the vehicle on which the road surface property measuring device is mounted. Therefore, the data from the profiler 10 and the coordinate generating means 14 can be easily and accurately combined.
[0034]
The road surface image data acquired by the image acquiring unit 24 is sent from the control unit 16 to the data combining unit 26, and the data combining unit 26 combines the road surface image data and the data of the geographic coordinates of each point on the road surface. This combination is to add the data of the geographical coordinates of each point on the road surface obtained by the profiler 10 and the coordinate generating means 14 to each pixel data constituting the road surface image. Thus, instead of the wire mesh image described above, it is possible to generate and display image data expressing the unevenness of the road surface on the actual road surface image. For this reason, it is possible to easily grasp the road surface condition.
[0035]
At this time, since the road surface image data and the data relating to the road surface unevenness are acquired at fixed distance intervals, it is possible to accurately match the traveling direction of the vehicle. On the other hand, it is necessary to adjust the data scale in the width direction of the road. For this purpose, a lane mark on the road surface is detected by the configuration of the profiler 10 as shown in FIG. 4 described later, and the position of the lane mark is determined by the position of the lane mark on the road surface image acquired by the image acquiring means 24. What is necessary is just to adjust the scale of the data so that it matches.
[0036]
Note that the data density differs between the road surface image data synthesized by the data synthesizing unit 26 and the data of the geographic coordinates of each point on the road surface. That is, the road surface image data has a higher data density. Therefore, the data synthesizing unit 26 stores the geographical coordinates of each point on the road surface in the road surface image data as it is on a point on the road surface image data where there is data corresponding to the road surface image data and the data of the geographical coordinates of each point on the road surface. Give. On the other hand, for a point on the road surface image data for which there is no geographical coordinate data for each point on the road surface, the geographical coordinates interpolated by the data of the geographical coordinates of the point where the geographical coordinates of each point on the road surface exist in the nearest point Assign coordinates.
[0037]
The data described above is stored in the storage unit 28 by the control unit 16 as necessary.
[0038]
The road surface property measuring apparatus according to the present embodiment can transmit the acquired data on the road condition to an external personal computer or the like via a predetermined medium or online, and reproduce the data at an appropriate place. To monitor road conditions.
[0039]
FIG. 3 shows an example of a measuring vehicle on which the road surface property measuring device according to the present invention is mounted. In FIG. 3, the profiler 10 is installed at the rear part of the vehicle 34 together with the vibration correcting means 12 to secure a measurement viewing angle of the road surface. The GPS receiver constituting the coordinate generating means 14 is arranged above the vehicle 34 to secure the sky. The GPS receivers are installed at two places, a front part and a rear part, of the vehicle 34, and are configured to obtain a relative position with respect to the profiler 10 from a mutual positional relationship. With such a configuration, the geographic coordinates of the profiler 10 can be accurately obtained. The coordinate interpolation means 22 is installed at the front of the vehicle 34.
[0040]
Further, the image acquisition means 24 is installed at the front of the vehicle 34. This is to secure the visual angle of the image. Further, a distance generating means 30 for measuring a traveling distance from a predetermined starting point and generating a pulse signal is provided near a rear wheel axle in a lower part of the vehicle 34. This is to reduce the influence of road surface irregularities.
[0041]
The control means 16 for controlling each of the above devices is installed at the rear of the vehicle 34. The control means 16 may be provided together with the coordinate synthesizing means 18, the data synthesizing means 26, the storage means 28, the event generating means 32 and the like. Further, a control panel 36 provided with the display means 20 and input means such as a keyboard and a mouse is installed near the passenger seat of the vehicle 34 so that the operator can operate the road surface property measuring device while the vehicle 34 is running. ing. It should be noted that these arrangements are not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the measurement purpose, the structure of the vehicle 34, and the like, but the weight balance is taken into consideration as a whole.
[0042]
As described above, the profiler 10 is a device that measures the distance between itself and a road surface, and also measures the reflection intensity of a reflected wave from which light, sound waves, and the like emitted to the road surface are reflected from the road surface. It is configured to be possible. Therefore, the position of the lane mark formed on the road surface and the like can be determined from the difference in the reflection intensity.
[0043]
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the profiler 10. In FIG. 4, the profiler 10 includes a light emitting unit 40 controlled by a control unit 38 for emitting a light beam for measurement, and a light receiving unit 42 for receiving a light beam emitted from the light emitting unit 40 reflected on a road surface. And are provided. As the light emitting unit 40, a material that can emit infrared light, visible light, ultraviolet light, laser light, or the like can be used. Also, sound waves can be used instead of light. The light receiving unit 42 is configured to receive light, sound, and the like emitted from the light emitting unit 40 and reflected on the road surface, convert the received light and sound into an electric signal, and generate a light receiving signal and the like.
[0044]
The control unit 38 outputs the light receiving signal and the like received from the light receiving unit 42 to the distance calculating unit 44 and the reflection intensity calculating unit 46. The distance calculation unit 44 calculates the distance between the profiler 10 and the road surface by a method such as measuring the time until light is emitted from the light emitting unit 40 and received by the light receiving unit 42. Further, the reflection intensity calculation unit 46 calculates the reflection intensity of the reflected wave from the input light receiving signal or the like. This can be realized by, for example, a method of analyzing the signal intensity of a light receiving signal or the like output from the light receiving unit 42 or the like.
[0045]
FIG. 5A shows the measurement result of the reflection intensity of the reflected wave calculated as described above. FIG. 5A shows a light receiving unit in which light for measurement is emitted from the light emitting unit 40 to the road surface 48 shown as a cross-sectional view in the transverse direction in FIG. 5B and the reflected light is received by the light receiving unit 42. 4 shows a light receiving signal from the reference numeral. As shown in FIG. 5B, when the lane mark 50 or the like exists on the road surface 48, light is not emitted between a portion of the road surface 48 where the white lane mark 50 exists and a portion where the white lane mark 50 does not exist. Have different reflectivities. Therefore, the intensity of the reflected light differs between the portion where the lane mark 50 exists and the portion where the lane mark 50 does not exist. As a result, the intensity of the light receiving signal output from the light receiving section 42 also differs. FIG. 5A shows this state. The intensity of the reflected light from the portion where the lane mark 50 is present is significantly higher than the intensity of the reflected light from the portion where the lane mark 50 is not present. Has become. Based on this difference in reflection intensity, it is possible to distinguish between a portion where the lane mark 50 or the like exists on the road surface 48 and a portion where the lane mark 50 or the like does not exist.
[0046]
According to such a configuration, the position of the lane mark 50 and the like can be grasped from the data acquired by the profiler 10, and the unevenness of the road surface acquired by the profiler 10 and the road surface acquired by the image acquisition It is easy to match the scale of the road with the image in the width direction.
[0047]
If the light used in the profiler 10 is light having a wavelength different from that of disturbance light such as natural light or artificial light from the lighting device, the road surface property can be measured even in the daytime or at night even when the lighting device is on. It can be performed.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, three-dimensional geographical coordinates are calculated for each point on the road surface, so that the road surface profile can be accurately displayed based on the geographical coordinates, and the road condition can be grasped. It will be easier.
[0049]
Further, by expressing and displaying the road surface profile on an actual road surface image, it is possible to more easily grasp the state of the road surface.
[0050]
Further, the output of the profiler can be corrected by the vibration correcting means to eliminate the influence of the vibration of the vehicle on which the road surface property measuring device is mounted, so that a more accurate road surface profile can be obtained.
[0051]
Further, since the profiler can measure the reflection intensity of light or sound reflected from the road surface in addition to the distance between itself and the road surface, it is possible to identify lane marks and the like on the road surface. Thereby, the scale in the width direction of the road between the road surface profile and the road surface image can be accurately matched.
[0052]
Further, since the geographical coordinate data from the coordinate generating means constituted by a GPS receiver or the like is interpolated by gyro, reference point data, and the like, more accurate coordinates can be obtained.
[0053]
The GPS receiver constituting the coordinate generating means generates geographical coordinate data at regular time intervals, that is, on the time axis. This geographical coordinate data is converted into data at each distance from a predetermined starting point, that is, data on the distance axis. , It becomes easy to combine the road surface profile and the road condition data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a configuration of a road surface property measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram in a case where coordinate data from a coordinate generating unit is converted from a time axis to a distance axis.
FIG. 3 is a view showing an example of a measuring vehicle on which the road surface property measuring device according to the present invention is mounted.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a profiler illustrated in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a measurement result of a reflection intensity of a reflected wave from a road surface.
[Explanation of symbols]
10 profiler, 12 vibration correction means, 14 coordinate generation means, 16 control means, 18 coordinate synthesis means, 20 display means, 22 coordinate interpolation means, 24 image acquisition means, 26 data synthesis means, 28 storage means, 30 distance generation means, 32 event generating means, 34 vehicle, 36 control panel, 38 control section, 40 light emitting section, 42 light receiving section, 44 distance calculating section, 46 reflection intensity calculating section 48 road surface, 50 lane mark.

Claims

路面上の各点と自分との距離を測定するプロファイラと、
３次元の地理座標を与える座標発生手段と、
前記プロファイラから取得した距離データと、前記座標発生手段から取得した３次元の地理座標とを合成し、路面上の各点ごとに３次元の地理座標を算出して路面の凹凸に関するデータとする座標合成手段と、
を備えることを特徴とする路面性状測定装置。A profiler that measures the distance between yourself and each point on the road,
Coordinate generating means for providing three-dimensional geographic coordinates;
The coordinates obtained by combining the distance data obtained from the profiler and the three-dimensional geographical coordinates obtained from the coordinate generating means, calculating three-dimensional geographical coordinates for each point on the road surface, and obtaining data relating to road surface unevenness. Combining means;
A road surface property measuring device comprising:

請求項１記載の路面性状測定装置が、さらに路面画像を取得する画像取得手段と、前記路面画像を前記路面の凹凸に関するデータと合成するデータ合成手段とを備え、路面の凹凸を、実際の路面画像上で表現した画像データを発生することを特徴とする路面性状測定装置。The road surface property measuring device according to claim 1, further comprising: an image acquiring unit that acquires a road surface image; and a data combining unit that combines the road surface image with data relating to the road surface unevenness. A road surface property measuring device for generating image data expressed on an image.

請求項１または請求項２記載の路面性状測定装置において、前記プロファイラからの距離データは、振動補正手段により前記プロファイラの振動による影響を除去されていることを特徴とする路面性状測定装置。3. The road surface property measuring device according to claim 1, wherein the distance data from the profiler has been removed from the influence of vibration of the profiler by vibration correction means.

請求項１から請求項３のいずれか一項記載の路面性状測定装置において、前記プロファイラは、路面から反射してくる光または音の反射強度を測定可能であることを特徴とする路面性状測定装置。The road surface property measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the profiler is capable of measuring the reflection intensity of light or sound reflected from the road surface. .

請求項１から請求項４のいずれか一項記載の路面性状測定装置は、さらに前記座標発生手段からの地理座標データを補間する座標補間手段を備えることを特徴とする路面性状測定装置。The road surface property measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a coordinate interpolating unit that interpolates geographical coordinate data from the coordinate generating unit.

請求項１から請求項５のいずれか一項記載の路面性状測定装置は、さらに前記座標発生手段からの地理座標データを、時間軸から距離軸へ変換する座標変換手段を備えることを特徴とする路面性状測定装置。The road surface property measuring device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a coordinate conversion unit that converts the geographic coordinate data from the coordinate generation unit from a time axis to a distance axis. Road surface property measuring device.