JPH03221807A - 路面計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、道路の表面の凹凸プロフィルを計測する路面
計測方法に関する。

（従来技術） 従来、この種の道路の表面の凹凸プロフィルを計測する
路面計測方法としては、多輪測定車を使用して多重リン
クの平均で基準ラインを設定し、計測輪の動きで、路面
の凹凸を測る多輪測定車を使用する方法、或いは計測車
に計測車輪を取り付け、上記計測車と路面間の相対距離
を計測車輪の動きで求めると共に、計測車の上下変位を
加速度を積分して求め、それらの引き算から路面の凹凸
を求めるようにしたサーボ振動計を使用する方法が広く
知られている。しかし、多輪測定車を使用する方法は、
装置が複雑であり、計測速度が遅く、長距離の路面を計
測するのには不向きであり、サーボ振動計を使用する方
法は、計測車輪が路面と接触して振動するため、共振等
に配慮を払わなければならない欠点がある。

そこで、上述した欠点を解決するものとして、計測車に
非接触レーザ変位計を搭載し、測定しようとする道路を
走行させながら路面に対してレーザビームを照射し、走
行路面から反射する反射ビームを検出して路面の凹凸プ
ロフィルを計測するようにした方法がある。

（発明が解決しようとする課題） ところが、非接触レーザ変位計により、被計測路面の凹
凸プロフィルを計測する方法では、被計測路面の凹凸等
によって車体がピッチングすると、路面の計測点が車体
の前後にずれて路面の計測に誤差を生じてしまい、計測
精度が悪くなるという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、車体のピ
ッチングに起因して発生する計測点の位置ずれによる路
面計測の誤差を補完することにより、計測精度を向上す
ることができる路面計測性を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を遠戚するために本発明によれば、計測車に、
その車体の前後方向に沿って一直線上に少なくとも３台
の非接触型の変位計を互いに異なる間隔を存して配置す
ると共に、非接触型の速度計及び傾斜計を設け、前記計
測車を走行させながら前記非接触型変位計及び非接触型
速度計からの出力を演算処理して計測距離を求め、かつ
該傾斜計の出力に応じて前記演算処理した計測距離を補
完し、前記各非接触型変位計を１組として波計ホ１１路
面の凹凸プロフィルを計測するものである。

（作用） 非接触型変位計から出力された路面変位データを演算処
理してシステム出力を演算し、非接触型速度計から出力
される車体速度データを演算処理して計測距離を求める
際に、車体のピッチングによる傾斜計の角速度データか
ら求めた計測位置のずれ量に応じて前記演算処理した計
測距離を補完する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づき説明
する。

第１図は、本発明の詳細な説明するための計測車の側面
図であり、計測車１１の車体の前後方向に沿って一直線
上に複数例えば、３台の非接触レーザ変位計としての変
位センサ１２〜１４が設けられていると共に、非接触光
学速度計１５及び傾斜計１６が設けられている。そして
、非接触レーザ変位計１２と１３との間隔Ｌ１と、非接
触レーザ変位計１３と１４との間隔Ｌ２とは、例えばＬ
ｌ＜Ｌ２のように、異なる間隔に設定されている。

傾斜計１６は、例えば第２図に示すように、計測車１１
の車体がピッチングによって前後に傾いた場合の角速度
を検出する。

第３図は、計測システムのブロック図で、３台の非接触
レーザ変位計１２〜１４からの出力信号は、計測車１１
に搭載された変位計プロセッサ１７を介してＡ／Ｄ変換
器１８に入力される。非接触光学速度計１５からの出力
信号は、速度計プロセッサ１９を介してＡ／Ｄ変換器１
８に入力される。

また、傾斜計１６からの出力信号は、傾斜計プロセッサ
２０を介してＡ／Ｄ変換器１８に入力される。Ａ／Ｄ変
換器１８からの出力信号は、パーソナルコンピュータ２
１に入力され、計測データとしてフロッピーディスクに
保存またはプリントされる。

各非接触レーザ変位計１２〜１４は、計測車１１が被計
測道路Ｗを走行中に、各非接触レーザ変位計１２〜１４
から被計測道路Ｗにレーザ光を照射し、その反射光を受
光することによって、路面変位データを得る。得られた
路面変位データは、第４図に示すフローチャートに示す
ルーチンによって演算処理され、非計測道路Ｗの凹凸プ
ロフィルを算出することができる。

ここで、例えば第１図、第２図において、非接触レーザ
変位計１２．１３．１４の出力をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃと
し、路面関数をｆ（Ｘ）、計測システム出力をｇ　（Ｘ
）として、関数ｇ　（Ｘ）を関数ｆ　（Ｘ）を用いて表
すと、 ｇ　（Ｘ）＝ｆ　（Ｘ）−（Ｌ２　／Ｌ）ｘｆ　（Ｘ＋
Ｉ、１　）　−（Ｌｌ／Ｌ）　ｘ　ｆ　（Ｘ−Ｌ２　）
となる。一方、関数ｇ　（Ｘ）を非接触レーザ変位計１
２〜１４の出力Ａ−Ｃを用いて表すと、ｇ　（Ｘ）＝Ｃ
−（Ｌ２／Ｌ）ｘＡ−（Ｌｌ／Ｌ）×Ｂ となる（ステップ１０１）。次に、第２図に示すように
、傾斜計１６で検出した角速度データを積分して、計測
車１１の車体が前後に傾いた時の傾斜角度θを求め、さ
らに求めた傾斜角度θに基つき、被計測道路Ｗ上の計測
位置のずれ量Ｘを、ＸｈＸｔａｎθの式によって求める
（ステップ１０２）。

ここに値りは、計測車１１の車体が被計測道路Ｗに対し
て水平状態のときに、予め設定された車体から道路まで
の一定の距離を示すスタンドオフの値である。そして、
上記ずれ量Ｘ及び非接触光学速度計１５から出力された
車速データに基づき計測距離■、をＬ−Σ（ＶＸΔｔ、
＋ｘ）の式によって求める。ここで、■は車速、Δｔは
サンプリング時間間隔、ｎはデータ数（整数）である（
ステップ１０３）。

そして、上記求めたデータを補完して再びサンプリング
するデータ分割を行い（ステップ１０４）、さらに前記
関数ｇ（Ｘ）をフーリエ変換［ｇ（Ｘ）］する（ステッ
プ１０５）。このとき周波数領域でシステム伝達関数Ｈ
（ω）を考慮して、Ｇ（ω）＝Ｆ（ω）Ｘ　［１−Ｌ２
／ＬＸＥＸＰ（−ｊのＬｌ　）　−Ｌｌ　／ＬｘＥＸＰ
　　（コωＬ２　）　］ Ｆ　（ω）×Ｈ（ω） とし、関数Ｆ（ω）−Ｇ（ω）／Ｈ（ω）を求める（ス
テップ１０６）。さらに、パワースペクＩ・小密度Ｓ　
（ｎ）を入力し、前記関数Ｆ（ω）を逆フーリエ変換［
Ｆ　（ω）］すると（ステップ１０７）、路面プロフィ
ルを表す関数ｆ　（Ｘ）を求めることができる（ステッ
プ１０８）。

すなわち、関数Ｆ（ω）は、計測した路面を周波数領域
で表したもので、この関数Ｆ（ω）を逆フーリエ変換で
時間領域における関数ｆ　（Ｘ）で表すことにより、路
面のプロフィルを再現することができる。

なお、本実施例では、非接触レーザ変位計及び非接触光
学速度計を用いて路面変位及び車体速度を検出している
が、本発明はこれに限らず、例えば超音波を利用した非
接触型の変位計及び速度計を用いることも可能である。

また、実施例では、非接触レーザ変位計を３台用いた場
合について説明したが、本発明はこれに限らず、４台以
上の非接触レーザ変位計を配置して、３台を１組として
複数の組合わせを設定することも可能である。この様に
すると、１回の走行で同一路面を同じ条件で複数回計測
したことに相当し、したがって計測時間の大幅な短縮を
図ることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、計測車に、その車体
の前後方向に沿って一直線上に少なくとも３台の非接触
型の変位計を互いに異なる間隔を存して配置すると共に
、非接触型の速度計及び傾斜計を設け、前記計測車を走
行させながら前記非接触型変位計及び非接触型速度計か
らの出力を演算処理して計測距離を求め、かつ該傾斜計
の出力に応じて前記演算処理した計測距離を補完し、前
記各非接触型変位計を１組として被計測路面の凹凸プロ
フィルを計測するようにしたので、車体のピッチングに
起因して計測点の位置ずれが生じても、計測距離を正確
に算出でき、これにより路面計測の誤差を補完すること
ができ、計測精度及び信頼性の向上を図ることができる
。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る路面計測方法の原理を説明するた
めの計測車の側面図、第２図は第１図に示した計測車の
車体がピッチングによって前後に傾いた場合の計測点の
位置ずれを示す図、第３図は本発明に係る路面計測方法
における計測システムのブロック図、第４図は路面の凹
凸プロフィルを再現するためのフローチャートである。 １１・・・計測車、］２〜１４・・・非接触Ｉノーザ変
位計、１５・・・非接触光学速度計、］６・・・傾斜計
、１７・・・変位計プロセッサ、１８・・・Ａ／Ｄ変換
器、１９・・・速度計プロセッサ、２０・・・傾斜計プ
ロセッサ、２１・・・パーソナルコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　計測車に、その車体の前後方向に沿って一直線上に少
   なくとも３台の非接触型の変位計を互いに異なる間隔を
   存して配置すると共に、非接触型の速度計及び傾斜計を
   設け、前記計測車を走行させながら前記非接触型変位計
   及び非接触型速度計からの出力を演算処理して計測距離
   を求め、かつ該傾斜計の出力に応じて前記演算処理した
   計測距離を補完し、前記各非接触型変位計を１組として
   被計測路面の凹凸プロフィルを計測することを特徴とす
   る路面計測方法。