JPS60259904A - 路面横断プロフイル測定方法 - 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、光切断法を利用して路面横断方向の凹凸プロ
フィルを測定する方法に係り、詳細には道路上の任意の
横断位置近傍における多くの横断プロフィルの中から最
も頻度の高い、その路面を代表する横断プロフィルを簡
単且つ正確に検出し得る路面横断プロフィル測定方法に
関する。

「従来の技術」 従来より、路面横断方向に沿って扇状に拡開したファン
ビーム又はスクリーンビーム光を照射する投光器と・該
投光器により路面上に現出した帯状又悴線状の輝線を撮
像する撮像器等を走行車両に塔載し、路面上に現出した
輝線を光切断法により走行速度に応じた露光時間を有す
るシャッター機構を介して断続且つ瞬時的に撮像するこ
とにより、各測線毎の路面横断プロフィルを測定する測
定方法は既に公知である。（特公昭５３−１１３７５号
他） かかる計測方法は、近年においては前記投光器としてレ
ーザビームを用いて測定精度の向上を図ったり、又撮像
器としてテレビカメラ等を用いて前記横断プロフィルデ
ータを電気信号に変換することにより、測定データ解析
の自動化を図っている（特開昭５７−８０５１０号）が
、このような方式においても、撮像器又は投光器に組み
込んだシャッタ機能等を利用して路面上に照射された輝
線を極めて短い間だけ露光撮影することにより、走行車
両に塔載された測定系からみて相対的に移動している路
面を擬似的な静止画面として捉えて、路面上の任意の横
断位置の凹凸プロフィルを断続的に検出するという、測
定原理については何等変わることがない。

従って、例え測定器具その他を技術進歩に合わせてレー
ザ送出器やテレビカメラ等に変更しても下記に記載する
ような問題点が常に存在していた。

「発明が解決しようとする問題点」 即ち前述の測定方法では走行車両に塔載された測定系に
対し、相対的に移動している路面を擬似的な静止画面と
して捉えて測定する為に、走行車両の走行速度に対応さ
せてフラッシュ光源方式又は高速度カメラ方式などによ
って露光時間を短時間に且つ正確に制御しなければ、画
面の流れの影響により計測目的に適った測定精度を得る
ことができない。

そしてかかる欠点は、高速道路のように測定系（走行車
両）と被測定系（路面）との相対速度が大きくなればな
るほど、該相対速度に逆比例させて露光時間を極めて小
さくしなければならず、その結果として、輝度×露光時
間で規定される露光量は小さくなり、路面上に現出した
輝線の撮像検知が極めて困難になる。

例えば撮影ブレを実質的に無視出来る路面移動幅を２　
ｍｍとすると、測定系と被測定系との相対速度が秒速１
０ｍ（時速的ａｏｋｍ）の時には撮影ブレを実質的に無
視出来る露光時間の上限は１１５０００秒であり、従っ
て高速道路で前記走行車を時速８０ｋｍで走行させるに
は約１’／１００００秒まで露光時間を短縮しなければ
ならない。

しかしながらこのような極めて短い露光時間内の露光量
を撮像可能な程度の量に保つ為には、光源の強さを露光
時間に逆比例させて増大させなければならず、車両に搭
載可能な発電機や投光器の能力もあり、実際上は高速道
路で約１／１００００秒で撮像可能な程度に投光器の光
量を大きくするのは極めて困難である。

特にレーザビームを用いた投光器においては光量を走行
車の速度が一般道路の制限速度である時速４０ｋｍ程度
で撮像可能な程度に大きくするためには１００ｍＷ以上
の高出力管を必要とするので、実際上は時速２０ｋｍ以
下の低速運転により撮像しているのが現状である。従っ
て前記従来技術による路面横断プロフネルの計測は交通
の大きな妨げになり、計測可能な日時が極めて限定され
たいた。

又、前記従来技術によれば、例え低速運転により撮像可
能であるにしても光源の強度と露光時間との積を、測定
系と被測定系との相対速度の増減に対応させて自動的に
一定に保つのは容易でなく、技術的に極めて困難である
。

更に前記計測方法におけるもう一つの問題点は、該計測
方法により検出されるのは路面上に現出した輝線を露光
した一横断側線についてのプロフィルのみであるという
点である。

即ち路面の横断凹凸プロフィルの計測においては横断位
置の近傍を代表する一般的な横断プロフィルを検出する
のでなければならないが、前記計測方法によって検出さ
れる横断プロフィルは横断位置の近傍に存在する多くの
プロフィルの内、極めて局部的且つ個別的な一つのサン
プルであるに過ぎない。

従って該測線上にボットホールやコンクリート目地等の
局所的な凹凸を有する場合は、その横断位置を代表する
一般的なプロフィルではなく、前記の局所的な凹凸を含
んだ横断プロフィルを測定データとして取り込んでしま
う確率が高く、適切な横断プロフィルの計測が不可能に
なる場合がある。

特にこのような自動測定の場合であっても前記路面性状
の測定と解析に要する労力と時間は極めて大なものであ
るが、前記のような局所的な凹凸を含んだ測定データが
多く存在する場合は再測定を余儀なくされ、折角の測定
と解析が全く徒労に終わるような場合も多々存在する。

［問題点を解決しようとする手段」 而して本発明は上記技術的課題を解決する為に講じる技
術的手段として、走行車両に塔載した投光器より路面上
に路面横断方向に沿って扇状に拡開した光を照射し、該
光に基ずいて路面に現出した輝（暗）線を所定角度変０
位した位置より一定時間に亙って積分露光して撮像した
後、該撮像画面を路面縦断方向に沿って走査して、各走
査線毎に露光量のピーク値を示す画面上の位置を探索す
ることにより、所望の路面横断位置近傍の代表的な横断
プロフィルを検出できるようにしたことにある。尚、前
記輝（暗）線は線条光又は帯状光のいずれも含む。

又、前記探索手段として、テレビカメラ等の光電変換可
能な受光器を用いる場合はコンピュータ等を利用して自
動的に路面縦断方向に沿って走査して探索することがで
き、又フィルムカメラを用いる場合は目視等による手動
的な探索が可能である。

更に露光量のピーク値とは路面に現出した光が輝線であ
るか暗線であるかによって露光量の最大値か最小値に対
応づけられる。

更に代表的な横断プロフィルとは、最頻値とほぼ同意で
あり平均値を指すものではない。

「実施例」 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明が適用される測定装置の概略図を示し、
１は計測車３に塔載されたレーザ送出器で、図面に示す
ように路面Ａ上を任意の速度で走行している計測車３の
後部から路面Ａに向って一定の角度を以って扇状のスク
リーンビーム光Ｂを路面Ａと横断方向で交わるように照
射する。

２は照射によって路面Ａに現出した輝線Ｃを撮像するテ
レビカメラで、同様に前記計測車３に塔載され、その受
光方向が前記レーザ送出器の投光方向に対し所定角度θ
変位した位置に配設されている。

そして該テレビカメラ２は、該カメラ２に組み込んだシ
ャッタ機構（図示せず）を介して、測定しようとする横
断位置近傍の路面Ａ長さく例えば１ｍ程度）分だけ走行
速度と対応させて一定時間間隔で路面Ａ上を露光させ、
該露光時間に対応する画像Ｇを撮像蓄積させる。

又テレビカメラ２の受光面には、例えばトンネル内の内
部光源等と補色関係にある単色フィルタを装着すること
によりネオン、街路灯、トンネル内の内部照明その他の
各種障害光から生ずる測定精度の低下を防ぐことが出来
る。

尚、前記テレビカメラ２に蓄積される画像Ｇは一つの測
線の輝線画像ｈ【ではなく、前記露光時間内にスクリー
ンビーム光Ｂが照射された区間内の連続した輝線画像ｈ
ｉの集合体である為、前記画像Ｇは第２図に示すように
露光時間内にスクリーンビーム光Ｂが照射された区間に
現出された全ての輝線画像り、の重ね合わせとして撮像
される。

さて照射区間内の横断プロフィルが路面Ａの縦゛断方向
に沿って変化がなければ前記画像Ｇは一本の細い線に集
約されるが、一般には区間内にはボットホールその他の
多くの不規則な凹凸が存在するから照射区間内に存在す
る全ての横断プロフィルを反映して、例えば第２図のよ
うにある幅■を持った曲線Ｈになり、この曲線Ｈを任意
の位置Ｊ−にで縦断方向に沿って切断すると、曲線Ｈの
幅Ｉの範囲内で露光量の分布を知ることが出来る。

従って所定の幅■を持ったこの画像・Ｇを路面Ａの縦断
方向に沿って微小間隔毎に切断して切断面毎に最大露光
点の位置Ｘを探索すればこれらの点の集合が照射区間を
代表する横断プロフィルＮとして検出される。

前記探索の手段は既に公知の為詳細な説明は省略するが
、例えば前記画像情報を映像信号として外部メモリーに
記憶させ、公知の方法で路面Ａ縦断方向に沿ってスキャ
ンすることにより簡単に最大露光点にを探索することが
出来る。

「発明の効果」 かかる実施例の説明より明らかなように、本発明は任意
の横断位置の近傍に存在する全ての横断プロフィルを画
像として取り込み、その中から最も頻度の高い横断プロ
フィルを代表データとして検出する方法なので露光時間
を成る程度長く取ることが出来、特に高感度のテレビカ
メラも必要なく、又投光器の光源の強さも特に大きくす
る必要がない為、投光器に使用する電源装置等も高圧化
を図る必要がなく、小形化、軽量化、及び低廉化を達成
し得る。

前記露光時間は特に厳密さを要求されるものではなく、
測定系と被測定系との相対速度が変化しても露光時間を
短縮させたり、露光時間における光源の明るさを増大さ
せるなどの繁多な制御が不要であり、構造の単純化と測
定ミスや機械故障の発生を防止することが出来る。

又横断位置の近傍としての適切な照射区間を１ｍ前後と
すれば、計測車の最大走行速度を例え時速１００　ｋｍ
にしても露光時間は約ｌ／３０秒程度に押えることが出
来、特に高速度のシャッタ機構を必要としない。

次に輝線を現出させる投光器を連続照射方式としてシャ
ッタ機能をカメラ側に用意すれば、カメラの露出時間は
露光時間と等しくなるから、フラッシュ光源を使用した
場合に問題となる露出時間と露光時間のずれから生じる
無効時間が発生せず、無効時間内の障害光や無効時間の
増大による露出時間全体における光Ｓ／Ｎ比の悪化など
を考慮する必要がない。その結果光源の強度を定めるに
当たって単位時間当たりの光Ｓ／Ｎ比だけを考慮すれば
よいことになる。

更に横断位置近傍における代表的な横断プロフィルを検
出出来るので、局所的測定にあっては避けることの出来
ない特異なデータの取り込みや不良データによるサンプ
リング数の歩留りの悪化を大きく改善出来る。このこと
は人力処理の場面の少ない自動処理方式に組み込む測定
方法としては極めて重要な意味をもっている。即ち前記
歩留りの悪化による再測定を完全に防止出来ることとな
るからである。

加えて本発明は輝線Ｃを現出させるスクリーン光をフラ
ッシュ方式とする必要がないので、光の収束度の高いレ
ーザ装置を容易に利用することができ、又カメラの受光
部に単色フィルタを装着すれば露光時間内に無効時間が
存在しないことと相俟って光Ｓ／Ｎ比の高い効率的な輝
線Ｃ撮像が実現出来る等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される測定装置の概略図を示し、
第２図は本発明により計測された輝線画像の露光量の分
布状態を示すグラフ図である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行車両に塔載した投光器より路面上に路面横断方向に
   沿って扇状に拡開シた光を照射し、該光に基ずいて路面
   に現出した輝（暗）線を所定角度変位した位置より一一
   時間に亙って積分露光して撮像した後、該撮像画面を路
   面縦断方向に沿って走査して、各走査線毎に露光量のピ
   ーク値を示す画面上の位置を探索することにより、所望
   の路面横断位置近傍の代表的な横断プロフィルを検出で
   きるようにした路面横断プロフィル測定方法