JP6198190B2 - 路面性状計測システム、及び路面性状計測方法 - Google Patents
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Description
(1)基準となる面と、現況面を比較するので、明確に凹凸部を検出できるうえに、凹凸の程度も的確に把握できる。
(2)所定の横断面を設定して凹凸部を検出するのではなく、所定の範囲(面)で凹凸部を検出するので、効率的かつ漏れなく凹凸部を検出することができる。
(3)凹凸の検出結果は、例えば等高線図(コンター図)や段彩図などで表すことができるので、専門的な知識がない者も含め多く人が路面の変状を把握することができる。
本願発明は、2種類の路面形状の相違によって目的の変状を把握するシステムと方法であって、この2種類の路面形状は3次元座標を持つ点群によって構成される。そこで、まずは3次元座標について説明する。
既述のとおりMMSでレーザー計測を行った場合、3次元座標を得るとともに反射強度も記録することができる。そこで、この反射強度に基づいて、舗装路面の画像化を行う。具体的には、反射強度に応じたグレースケールで路面画像を作成したり、あるいは反射強度に応じた色で表す段彩図を路面画像としたり、その他従来から用いられている種々の手法で路面画像を作成することができる。なお、反射強度に基づく画像に限らず、写真など他の画像を用いることもできるが、この場合、計測点との平面的な位置関係が把握できるものが適している。
舗装路面のうち車輪が通過することが少ない場所であって、路面画像から認識できる場所を参考にしながら基準線を設定する。図3は、レーンマークに基づいて設定された基準線10を示す平面図である。この図に示すように基準線10は、道路の延長方向に沿うように設定される。また、基準路面モデルを作成するために、間隔をあけて2本以上の基準線を設定する必要がある。図3では、左側のレーンマークに基づいて第1の基準線10a、中央のレーンマークに基づいて第2の基準線10b、右側のレーンマークに基づいて第3の基準線10cの3本の基準線10を設定している。なお、図2のうち◆印で示すものは、舗装路面を計測した計測点20である。
図4は、基準線10に基づいて設定された基準領域30を示す平面図である。この図に示すように基準領域30は、基準線10を基に拡張された領域であって、設定した基準線10と同数だけ設定される。例えば図4では、基準線10を中心として横断方向(道路延長方向に対する垂直方向)に、左右それぞれ所定幅(例えば、10cm)だけ拡張し、この拡張された領域(つまり20cm幅)を基準領域30としている。すなわち、第1の基準線10aに基づいて第1の基準領域30aが設定され、第2の基準線10bに基づいて第2の基準領域30bが設定され、第3の基準線10cに基づいて第3の基準領域30cが設定されている。なお基準領域30を設定する際、必ずしも基準線10の左右に拡張する必要はなく、どちらか一方にのみ拡張して基準領域30を設定することもできる。
基準計測点20sは、計測点20のうち基準領域30の範囲内にある計測点である。図4では、基準計測点20sを白抜きの◇印で示し、その他の計測点20を黒塗りの◆印で示している。既述のとおり基準線10は、計測点20との平面的な位置関係がわかるように平面座標を備えており、基準線10に基づいて拡張された基準領域30も計測点20との平面的な位置関係がわかる平面座標を備えている。したがって、基準計測点20sは演算処理することによって求めることができ、例えばソフトウェアを利用して計測点20の中から自動的に基準計測点20sを抽出することもできる。
図5(a)は、基準路面モデル40を示す平面図である。この図では、TIN(Triangulated Irregular Network)による手法で基準路面モデル40を作成している。TINとは、隣接する3つのランダム点(この場合は、基準計測点20s)を結んで形成される三角形を基本構造とするもので、多数の三角形から構成される網(Network)である。もちろん、基準路面モデル40を作成するに当たってはTINによる手法に限らず、他の手法で作成したメッシュ状のモデルでもよい。図5(a)からも分かるように基準路面モデル40は、変状しにくい場所(この場合は、レーンマーク)にある点、すなわち基準計測点20sのみを拠りどころとして構成されており、まさに基準となる路面モデルである。
図5(b)は、計測路面モデル50を示す平面図である。この図も、TINによる手法で計測路面モデル50を作成しているが、他の手法で作成することもできる。この図からも分かるように計測路面モデル50は、路面領域内にある計測点20によって作成されており、わだち掘れなど舗装路面の凹凸が生じやすい車道を含んで表されている。なお、路面領域が基準領域30を包含するように設定されるのは既述のとおりであり、図5(b)の場合は、第1の基準領域30aと第3の基準領域30cを含むように、路面領域は設定されている。具体的には、第1の基準領域30aの外側(左側)境界線と、第3の基準領域30cの外側(右側)境界線によって囲まれる領域が路面領域となる。
基準路面モデル40と計測路面モデル50は、それぞれ「路面モデル」としているが、これは厳密な「平面モデル」を意味するものではない。これまで説明したように、計測点20(基準計測点20s)は3次元座標を備えており、これを構成点としている以上、基準路面モデル40と計測路面モデル50はいわば3次元モデルである。したがって、基準路面モデル40、計測路面モデル50ともに、一面で構成されるのではなく様々な起伏をもって構成されている。
10a 第1の基準線
10b 第2の基準線
10c 第3の基準線
20 計測点
20s 基準計測点
30a 第1の基準領域
30b 第2の基準領域
30c 第3の基準領域
40 基準路面モデル
50 計測路面モデル
Claims (4)
- 舗装路面の計測点の集合である計測点群を用いて、該舗装路面の凹凸を計測する路面性状計測システムにおいて、
舗装路面の画像に基づいて、第1の基準線及び第2の基準線を設定する基準線設定手段と、
前記第1の基準線から所定幅だけ拡張した第1の基準領域を設定するとともに、前記第2の基準線から所定幅だけ拡張した第2の基準領域を設定する基準領域設定手段と、
前記計測点群のうち、前記第1の基準領域にある計測点及び前記第2の基準領域内にある計測点を基準計測点として抽出し、該基準計測点によって基準路面モデルを作成する基準路面モデル作成手段と、
前記計測点群に含まれる計測点によって、計測路面モデルを作成する計測路面モデル作成手段と、
前記基準路面モデルと前記計測路面モデルとの間に生ずる部分的な高低差を差分として抽出する差分抽出手段と、を備え、
前記差分に基づいて、舗装路面の凹凸を検出することを特徴とする路面性状計測システム。 - 前記計測点群がレーザー計測によって得られるものであり、
前記舗装路面の画像が、レーザーの反射強度を基に作成されるものであり、
前記舗装路面の画像のうち高い反射強度を示す領域に基づいて、前記第1の基準線及び前記第2の基準線を設定することを特徴とする請求項1記載の路面性状計測システム。 - 舗装路面の計測点の集合である計測点群を用いて、該舗装路面の凹凸を計測する路面性状計測方法において、
舗装路面の画像に基づいて、第1の基準線及び第2の基準線を設定する基準線設定工程と、
前記第1の基準線から所定幅だけ拡張した第1の基準領域を設定するとともに、前記第2の基準線から所定幅だけ拡張した第2の基準領域を設定する基準領域設定工程と、
前記計測点群のうち、前記第1の基準領域にある計測点及び前記第2の基準領域内にある計測点を基準計測点として抽出し、該基準計測点によって基準路面モデルを作成する基準路面モデル作成工程と、
前記計測点群に含まれる計測点によって、計測路面モデルを作成する計測路面モデル作成工程と、
前記基準路面モデルと前記計測路面モデルとの間に生ずる部分的な高低差を差分として抽出する差分抽出工程と、を備え、
前記差分に基づいて、舗装路面の凹凸を検出することを特徴とする路面性状計測方法。 - レーザー計測を行って前記計測点群を取得する計測工程と、
前記レーザー計測で得られるレーザーの反射強度を基に、前記舗装路面の画像を作成する画像作成工程と、をさらに備え、
前記基準線設定工程では、前記舗装路面の画像のうち高い反射強度を示す領域に基づいて、前記第1の基準線及び前記第2の基準線を設定することを特徴とする請求項3記載の路面性状計測方法。
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