JP2017138238A - 道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定データから取得できる複数の情報を効率的且つ効果的に表示する。
【解決手段】測定対象である道路の測定経路に沿って所定の幅員について測定した路面の各点における測定基準面からの離間量についての測定データと、測定経路に沿って取得された道路を含む道路画像データとを取得し、測定データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定し、単位エリアにおける測定データから当該単位エリアにおけるモデル面を設定し、単位エリアの各点におけるモデル面からの離間量を示す点群データを生成し、点群データで特定される離間量に対応した濃淡又は色彩を道路の輪郭内に表示する離間量表示データを生成し、指定された道路上の箇所に対応する道路画像データに基づく道路画像及び道路画像に対応する離間量表示データに基づく離間量画像を同時に表示する。
【選択図】図７

Description

本発明は、道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置に関する。

一般に道路は車両等の通行により経時的に轍や凹凸が生じ、これらを補修する必要がある。このような道路の補修を行うため、道路の点検を行い、道路の路面性状についてのデータ、即ち路面の凹凸状態についてのデータを取得する。これらの路面性状についてのデータは、測定員による測定や、路面性状車を測定対象となる道路の所定経路に沿って走行して取得される。路面性状車には、路面にスキャン光を照射して路面の各点の高さを計測する装置が搭載されている。

特許文献１には、移動体を平面の縦断方向に移動させつつ光を平面に向けて投光し投光結果により平面の段差を計測する装置において、移動距離を検出する手段と投光手段、光照射ラインを撮像する手段、高さデータを取得する横断方向データ演算手段、縦方向データ演算手段、３次元データ演算手段、を備える構成とする。以上の構成により移動体が所定距離移動するごとに平面ＲＤの横断方向Ｗに沿って１本の照射ラインが平面ＲＤ上に形成されるように移動体から平面ＲＤに向け光が投光され、上記各種手段により凹凸プロファイルをリアルタイムに取得する技術が記載されている。

特開平１０−２８８５１６

このように取得された路面性状についてのデータは画像表示すると、理解しやく、評価しやすい。また、路面性状についてのデータからは、各地点における高さの他、各点における路面の平面的な性状、立体的な性状についての情報を取得することができる。そこで、計測したデータから理解且つ評価しやすく、上述した情報を関連づけて表示することが要望されている。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、測定データから取得できる複数の情報を効率的且つ効果的に表示できる道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、測定対象である道路の測定経路に沿って所定の幅員について測定した路面の各点における測定基準面からの離間量についての測定データを取得し、前記測定データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定し、前記単位エリアにおける前記測定データから当該単位エリアにおけるモデル面を設定し、前記単位エリアの各点における前記モデル面からの離間量を示す点群データを生成し、前記点群データで特定される離間量に対応した濃淡又は色彩を前記道路の輪郭内に表示する離間量表示データを生成し、指定された前記道路上の箇所に対応する前記離間量表示データに基づく離間量画像を表示する、ことを特徴とする道路性状の表示方法である。

同じく請求項２に記載の発明は、前記測定経路に沿って取得された前記道路を含む道路画像データを取得し、指定された前記道路上の箇所に対応する前記道路画像データに基づく道路画像を、前記離間量画像と共に、又は前記離間量画像を重ねた状態で表示する、ことを特徴とする。

同じく請求項３に記載の発明は、測定対象である道路を含む地図データを備え、前記離間量画像及び前記道路画像の少なくとも一方と共に前記地図データに基づく地図画像を表示することを特徴とする。

同じく請求項４に記載の発明は、前記道路画像の一点を指定する道路画像ポインタ及び前記離間量画像の一点を指定する離間量画像ポインタを表示すると共に道路画像ポインタ及び離間量画像ポインタのうち少なくとも一方のポインタを位置可変とし、前記道路画像ポインタ及び前記離間量画像ポインタが前記道路の同一箇所を指定するものとして連動する、ことを特徴とする。

同じく請求項５に記載の発明は、前記道路画像又は前記離間量画像で指定された箇所における前記道路の縦断プロファイル及び横断プロファイルの少なくとも一方のプロファイルを表示する、ことを特徴とする。

同じく請求項６に記載の発明は、前記道路画像ポインタ又は前記離間量画像ポインタで指定した前記道路上の一点における位置座標、前記モデル面からの離間量、前記測定データの取得時期のうち少なくとも一つの値が文字で表示されること、を特徴とする。

同じく請求項７に記載の発明は、異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを取得し、指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の縦断プロファイルを重ねて表示すること及び指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の横断プロファイルを重ねて表示することの少なくとも一方を実行すること、を特徴とする。

同じく請求項８に記載の発明は、異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを取得し、指定された同一箇所における前記モデル面からの離間量の経時的変化をグラフ表示すること、を特徴とする。

同じく請求項９に記載の発明は、前記点群データに基づいて指定した降水量によって路面の凹部に形成される水溜まりの輪郭を生成し、前記道路画像に重ねて表示する、ことを特徴とする。

同じく請求項１０に記載の発明は、前記単位エリアを複数の区画に分割し、各区画における前記点群データの統計量を算出し、予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出し、前記道路画像に当該検出した変形箇所候補の検出位置に変形箇所検出マークを表示することを特徴とする。

同じく請求項１１に記載の発明は、測定対象である道路の測定経路に沿って所定の幅員について測定した路面の各点における測定基準面からの離間量についての測定データを格納する手段と、前記測定データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定する手段と、前記単位エリアにおける前記測定データから当該単位エリアにおけるモデル面を設定する手段と、前記単位エリアの各点における前記モデル面からの離間量を示す点群データを生成する手段と、前記点群データで特定される離間量に対応した濃淡又は色彩を前記道路の輪郭内に表示する離間量表示データを生成する手段と、指定された前記道路上の箇所に対応する前記離間量表示データに基づく離間量画像を表示する手段と、を備えることを特徴とする道路性状の表示装置である。

同じく請求項１２に記載の発明は、前記測定経路に沿って取得された前記道路を含む道路画像データを取得する手段と指定された前記道路上の箇所に対応する前記道路画像データに基づく道路画像を、前記離間量画像と共に、又は前記離間量画像を重ねた状態で表示する手段とを備える、ことを特徴とする。

同じく請求項１３に記載の発明は、測定対象である道路を含む地図データを取得する手段と、前記離間量画像及び前記道路画像の少なくとも一方と共に前記地図データに基づく地図画像を表示する手段と、を備えることを特徴とする。

同じく請求項１４に記載の発明は、前記道路画像の一点を指定する道路画像ポインタ及び前記離間量画像の一点を指定する離間量画像ポインタを表示すると共に道路画像ポインタ及び離間量画像ポインタのうち少なくとも一方のポインタを位置可変とし、前記道路画像ポインタ及び前記離間量画像ポインタが前記道路の同一箇所を指定するものとして連動する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１５に記載の発明は、前記道路画像又は前記離間量画像で指定された箇所における前記道路の縦断プロファイル及び横断プロファイルの少なくとも一方のプロファイルを表示する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１６に記載の発明は、前記道路画像ポインタ又は前記離間量画像ポインタで指定した前記道路上の一点における位置座標、前記モデル面からの離間量、前記測定データの取得時期のうち少なくとも一つの値を文字で表示する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１７に記載の発明は、前記点群データを格納する手段は、異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを格納する手段と、指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の縦断プロファイルを重ねて表示する手段及び指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の横断プロファイルを重ねて表示する手段の少なくとも一方を備えること、を特徴とする。

同じく請求項１８に記載の発明は、前記点群データを格納する手段は、異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを格納し、指定された同一箇所における前記モデル面からの離間量の経時的変化をグラフ表示する手段を備えること、を特徴とする。

同じく請求項１９に記載の発明は、前記点群データに基づいて指定した降水量によって路面の凹部に形成される水溜まりの輪郭を生成する手段と、前記道路画像に重ねて表示する手段と、を備えることを特徴とする。

同じく請求項２０に記載の発明は、前記単位エリアを複数の区画に分割し、各区画における前記点群データの統計量を算出する手段と、予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出する手段と、前記道路画像に当該検出した変形箇所候補の検出位置に変形箇所検出マークを表示する手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置によれば、測定データから取得できる複数の情報を効率的且つ効果的に表示できる。これにより、効率的なメンテナンス作業に寄与し、道路画像や点群データによって、断面だけでなくこれらから得られる情報により総合的な判断が可能となり、修復が必要な箇所の特定、記録が可能となる。

即ち、請求項１及び請求項１１に記載の発明によれば、路面の凹凸の状態を道路の輪郭内に濃淡又は色彩で表示した離間量画像を同時に表示できる。このため、路面の凹凸状態を判断できる。

請求項２及び請求項１２に記載の発明によれば、道路画像データに基づく道路画像を、離間量画像と共に、又は離間量画像を重ねた状態で表示することができる。このため、離間量画像と道路画像とを同時に認識でき、総合的に路面性状を認識できる。

請求項３及び請求項１３に記載の発明によれば、離間量画像及び道路画像の少なくとも一方と共に地図データに基づく地図画像を表示することができる、このため、地図画像を参照しつつ離間量画像、道路画像をでき、総合的に路面性状を認識できる。

請求項４及び請求項１４に記載の発明によれば、道路画像の一点を指定する道路画像ポインタと離間量画像の一点を指定する離間量画像ポインタとを表示できる。このため、道路画像の位置と、離間量画像の位置とを一対一に対応付けて判断できる。

請求項５及び請求項１５に記載の発明によれば、指定された位置における道路の縦断プロファイル及び横断プロファイルを表示できる。このため、路面の状態を立体的に判定でき、轍や凹部の形状、凹み量を容易に判定できる他、例えば経路方向に形成された轍であるか、経路方向には延設されない凹部であるかを容易に判定できる。

請求項６及び請求項１６に記載の発明によれば、指定した前記道路上の一点における位置座標、モデル面からの離間量、測定データの取得時期、横断プロファイルの幅寸法、縦断プロファイルの幅寸法の少なくとも一つの値が文字で表示される。このため、これらの各量を計量的に把握できる。

請求項７及び請求項１７に記載の発明によれば、指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の縦断プロファイルを重ねて表示し、指定された同一箇所における指定された異なる時期における横断プロファイルを重ねて表示することができる。よって、経時によるプロファイルの変化を容易に認識することができる。

請求項８及び請求項１８に記載の発明によれば、指定された同一箇所におけるモデル面からの離間量の経時的変化をグラフ表示することができる。よって、指定された地点における道路性状の経時変化を視覚的に認識することができ、更に予測することができる。また、路面性状の変化率が大きい箇所は交通量が多い等の指標となりうる。

請求項９及び請求項１９に記載の発明によれば、点群データに基づいて指定した降水量によって路面の凹部に形成される水溜まりの輪郭を道路画面に重ねて表示できる。よって、降雨時の水溜まりの広がり等を予測することができる。

請求項１０及び請求項２０に記載の発明によれば、路面の変形箇所として凹部である道路上の部分的な掘れや穴であるポットホール、罅等、凸部である轍の間の凸条等を、なだらかな凹部や凸部と区別して検出することができる。よって、目視では検出しにくい凹部や凸部を確実に検出することができる。

本発明の実施形態に係る道路性状の表示装置の構成を示すブロック図である。 同表示装置の構成を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の構成を示すブロック図、（ｂ）は変形箇所検出手段の構成を示すブロック図である。 同表示装置の動作を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の処理手順を示すフローチャート、（ｂ）は変形箇所検出手段の処理手順を示すフローチャートである。 路面の測定状態を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 測定データの概略を示す模式図であり、（ａ）は測定データの斜視図、（ｂ）は測定データと測定基準面とを示す模式図である。 単位エリアにおける点群データの取得状態を示すものであり、（ａ）は単位エリアを示す模式図、（ｂ）は点群データとモデル面ＭＰとを示す模式図である。 モデル面からの離間量と表示の状態を示すものであり、（ａ）はモデル面ＭＰと点群データを示す斜視模式図、（ｂ）は離間量画像を示す模式図、（ｃ）は道路画像を示す模式図である。 画像表示手段に表示される画像を示すものであり、（ａ）は横断プロファイルを示す模式図、（ｂ）は縦断プロファイルを示す模式図、（ｃ）は文字でのデータ表示を示す図である。 画像表示手段に表示される水溜まりの輪郭を表示した道路画像を示す模式図である。 画像表示手段に表示される画像を示すものであり、（ａ）は異なる時期における横プロファイル及び縦プロファイルを示す図、（ｂ）は掘れ量の経時変化を示すグラフ、（ｃ）は文字でのデータ表示を示す図である。 凹部の検出状態と表示状態を示すものであり、（ａ）は区画を示す模式図、（ｂ）は変形箇所検出マークを表示した地図画像を示す図である。 本発明の実施形態に道路性状の表示装置の処理手順を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態に係る道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置について説明する。

本実施形態に係る道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置は、モデル面からの離れ量を表す点群データの離間量に対応して濃淡分けや色彩分けした離間量画像と、当該測定経路に沿う道路画像とを合わせて表示する。また、離間量画像及び道路画像には、位置可変なポインタが表示され、少なくとも一方のポインタにより一点を指定すると、当該位置座標におけるモデル面からの凹凸量、座標値、取得時期等を表示する。また、ポインタに相当する箇所における路面の横断プロファイル、縦断プロファイル、プロファイルの最大、最小幅を表示する。更に、各画像、値の過去における測定結果、及び経時変化を表示する。更に、指定した地点における路面状況の変化率や、道路画像に凹み量から推定した道路の凹部に形成される水溜まりの輪郭や、路面の変形箇所、例えば凹部としてのポットホール（道路上の部分的な掘れや穴）、凸部としての轍の間の凸条を示す異常箇所検出マークを表示する。これらの表示は、入力手段からの指示により所望のものを選択して複数表示できる。これらにより、修復が必要な箇所の特定、記録が可能となる。

以下、道路性状の表示装置について説明する。図１は本発明の実施形態に係る道路性状の表示装置の構成を示すブロック図、図２は点群データ取得手段の構成を示すブロック図である。

本発明の実施形態に係る道路性状の表示装置１００（以下、単に表示装置１００という）は、データ取得装置３００に接続され、データ取得装置３００から、路面の高さに関する測定データと、周辺を含む道路画像を取得する。また、表示装置１００には、表示装置１００にキーボード、マウス、タッチパネル等からなる入力手段２４０と、液晶表示装置からなる画像表示手段２５０が接続されている。入力手段２４０から表示装置１００に所望の道路の箇所、測定日時、表示方法等を入力し、画像表示手段２５０に表示装置１００が生成した路面の凹凸状態を示す離間量画像や道路の外観を示す道路画像等を表示する。

表示装置１００は、図１に示すように、点群データ生成手段１１０と、点群データ格納手段１２０と、離間量表示データ生成手段１３０と、道路画像データ格納手段１４０と、道路画像データ取得手段１５０と、道路表示画像生成手段１６０と、ポインタ表示手段１７０とを備える。また、表示装置１００は、横断プロファイル生成手段１８０と、縦断プロファイル生成手段１９０と、数値データ取得手段２００と、水溜まり表示データ生成手段２１０と、経時変化取得手段２２０と変形箇所検出手段２３０とを備える。

表示装置１００は、処理装置としてＣＰＵ(Central Processing Unit)、主記憶装置としてＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置としてＨＤＤ（Hard Disc Drive）等を備えたコンピュータとして構成され、ＣＰＵによりプログラムを実行することにより点群データ生成手段１１０、点群データ格納手段１２０、離間量表示データ生成手段１３０、道路画像データ格納手段１４０、道路画像データ取得手段１５０、道路表示画像生成手段１６０、ポインタ表示手段１７０、横断プロファイル生成手段１８０、縦断プロファイル生成手段１９０、数値データ取得手段２００、水溜まり表示データ生成手段２１０、経時変化取得手段２２０、変形箇所検出手段２３０を実現する。

まず、データ取得装置３００について説明する。図４は路面の測定状態を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。図４（ａ）に示すように、道路４００を走行する車両３３０にデータ取得装置３００を搭載する。データ取得装置３００は、スキャナ３１０と、全周カメラ３２０と、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置と、データ取得装置３００の姿勢検出装置、加速度計等を備える。データ取得装置３００はＧＮＳＳ装置で位置を取得しつつスキャナ３１０により車両３３０の斜め前方にスキャン光Ｌａをスパイラル状に照射し、道路４００からの反射光Ｌｂを受信する。この受信までの時間に基づいて道路４００の測定データを取得する。このため、道路４００における、スキャン光Ｌａの軌跡Ｔは、図４（ｂ）に示すように円弧状となる。データ取得装置３００は、同時に全周カメラ３２０により全周にわたり道路の画像を取得する。

図５は測定データの概略を示す模式図であり、（ａ）は測定データの斜視図、（ｂ）は測定データと測定基準面とを示す模式図である。データ取得装置３００は、図５（ａ）に示すように、道路４００において、それぞれ一定距離「ｄ」だけ離れたスキャン光Ｌａの複数の軌跡上における各点の測定データを取得する。なお、この測定データは、図５（ｂ）に示すように、データ取得装置３００が設定する測定基準面（例えばジオイド面）ＲＰからの離間量「ｈ」を表す。

表示装置１００の詳細な構成について説明する。まず、表示装置１００の点群データ生成手段１１０と変形箇所検出手段２３０の構成について説明する。図２は同表示装置の構成を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の構成を示すブロック図、（ｂ）は変形箇所検出手段の構成を示すブロック図、図３は同表示装置の動作を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の処理手順を示すフローチャート、（ｂ）は変形箇所検出手段の処理手順を示すフローチャートである。

図２（ａ）に示すように、点群データ生成手段１１０は、単位エリア設定手段１１１と、モデル面設定手段１１２と、点群データ算出手段１１３とを備える。単位エリア設定手段１１１は、データ取得装置３００から測定データを取得し（図３（ａ）のステップＳＡ１）、幅員における前記経路に沿う予め設定した長さ寸法を備える単位エリアを経路に沿って設定する。

図６は単位エリアにおける点群データの取得状態を示すものであり、（ａ）は単位エリアを示す模式図、（ｂ）は点群データとモデル面ＭＰとを示す模式図である。単位エリア設定手段１１１は、図６（ａ）に示すように測定対象となる道路４００を例えば幅３ｍ、長さ２ｍの単位エリア４１０に分割する（図３（ａ）のステップＳＡ２）。ここで、幅寸法は道路の１車線の幅、路肩から路肩まで、測定に使用した車両の幅等を基準にして設定できる。また、長さ寸法は、２ｍに限らず適宜設定できるが、長すぎるとモデル面ＭＰの設定等の演算が煩雑になる他、モデル面ＭＰと路面形状との隔たりが大きくなることがある。

モデル面設定手段１１２は、単位エリア４１０における測定点における各点の測定基準面からの離間量である測定データに基づいて単位エリア４１０におけるモデル面ＭＰを設定する（図３（ａ）のステップＳＡ３）。モデル面ＭＰは、道路幅方向に離間した２箇所の領域、例えば図６（ａ）に示すように、車両３３０の車輪３３１から外側に所定距離（例えば２０ｃｍ）離れた幅２０ｃｍの領域である参照領域４２０に基づいて設定する。具体的には、モデル面ＭＰは、参照領域４２０、４２０に属する多数の点群から最小二乗法により求めることができる。なお、参照領域は、２つに限らず、中央の領域と両端側の領域の３つの領域など、３つ以上とすることができる。参照領域としては、上記例の他、ある程度の間隔寸法と幅寸法を備え、車両走行による損傷や掘れがないと予想される領域、例えば路線端における点群、車幅の中央付近、レーンマークのペイントを使用することができる。また、レーンマークは、データ取得装置３００による道路画像の測定時に路面の輝度を測定することにより取得することができる。

点群データ算出手段１１３は、図６（ｂ）に示すように、モデル面ＭＰと各点との離間量「Ｈ」を算出する（図３（ａ）のステップＳＡ４）。これを全ての単位エリアについて実行する（図３（ａ）のステップＳＡ５）ことにより、単位エリア４１０における各点の離間量から点群データが生成される。点群データは、図６（ａ）に示すように、単位エリア４１０上における各点のモデル面ＭＰからの離間量「Ｈ」からなる。

点群データ格納手段１２０は、点群データ生成手段１１０が生成した点群データを格納する。点群データ格納手段１２０には、同一の道路について異なる時期に取得した測定データに基づいて点群データ生成手段１１０が生成した複数の点群データを格納することができる。

離間量表示データ生成手段１３０は、入力手段２４０から指定された道路の領域及び測定日時に基づいて画像表示手段２５０に離間量画像を表示するための離間量表示データを生成する。図７はモデル面からの離間量と表示の状態を示すものである。離間量表示データに基づいて画像表示手段２５０には、離間量画像５１０が表示される。離間量画像は、図７（ｂ）に示すように、道路各点の離間量に基づいて道路の領域が色分けグラデーション表示される。なお、図中矢印Ａは測定車両の進行方向、矢印Ｂは道路の幅員方向を示している。

ここで、図６（ｂ）に示した離間量画像５１０は、グレースケール画像として表示されており、道路５１１において、モデル面ＭＰより最も高い箇所５１２を白色、モデル面ＭＰより最も低い箇所５１３を黒色に表示し、その間をグレーの濃淡で表示している。これにより、容易に道路におけるモデル面ＭＰからの離間量を認識できる。なお、この画像は実際には、カラーグラデーション画像として、より高低の状態を理解しやすいものである。

道路画像データ格納手段１４０は、データ取得装置３００の全周カメラ３２０が撮影した道路画像データを格納する。点群データ格納手段１２０には、同一の道路について異なる時期に取得した道路画像データを格納することができる。

道路画像データ取得手段１５０は、入力手段２４０からの指示に基づいて、表示する道路画像データを取得する。取得される道路画像データは、離間量表示データ生成手段１３０で生成される離間量表示データと同じ道路の領域において同じ測定日時に取得されたものである。

道路表示画像生成手段１６０は、道路画像データ取得手段１５０で取得した道路画像データに基づいて、画像表示手段２５０に道路画像５２０を表示する。道路画像５２０は、図７（ｃ）に示すように、道路５２１とその周囲の画像を表示する。本実施形態では、画像表示手段２５０の一つの表示画面に、同一の道路領域についての同一日時の離間量画像５１０と道路画像５２０とが表示される。また、離間量画像５１０と道路画像５２０とは表示領域が同じであり、データ取得装置３００の移動による画像の変化もリンクしている。

ポインタ表示手段１７０は、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、離間量画像５１０に離間量画像ポインタ５１４を、道路画像５２０に道路画像ポインタ５２４を表示する。離間量画像５１０及び道路画像５２０において、離間量画像ポインタ５１４及び道路画像ポインタ５２４が指定する点は、連動して道路上の同一箇所を指定する。離間量画像ポインタ５１４及び道路画像ポインタ５２４を、入力手段２４０を構成するマウスで位置を指定してクリック操作することで、離間量画像５１０、道路画像５２０上の一点を指定することができる。

離間量画像５１０又は道路画像５２０において、離間量画像ポインタ５１４又は道路画像ポインタ５２４で道路上の点を指定することにより、当該点における後述する横プロファイル、縦プロファイル及び数値表示を行うことができる。なお、ポインタとしては、十字線を備えるカーソルを使用することができる。

横断プロファイル生成手段１８０は、離間量画像５１０又は道路画像５２０において離間量画像ポインタ５１４又は道路画像ポインタ５２４で指定した箇所における道路の幅員方向の断面を示す横断プロファイルを生成する。横断プロファイルは、点群データ格納手段１２０に格納された点群データを参照することにより生成する。即ち、同一の経路方向座標における離間量を取得することにより生成することができる。

この横断プロファイルに基づいて、画像表示手段２５０に表示した横断プロファイル画像表示領域５３０中に横断プロファイル曲線５３１を表示する（図８（ａ））。これにより、道路の横断面の形状を直感的に理解することができる。なお、図７（ｃ）に示すように、道路画像５２０の該当箇所に横断プロファイル曲線５２２を重ねて表示することができる。

縦断プロファイル生成手段１９０は、離間量画像５１０又は道路画像５２０において離間量画像ポインタ５１４又は道路画像ポインタ５２４で指定した箇所における道路の経路方向の断面を示す縦断プロファイルを生成する。縦断プロファイルは、点群データ格納手段１２０に格納された点群データを参照することにより生成する。即ち、同一の幅員方向座標における離間量を取得することにより生成することができる。この縦断プロファイルに基づいて画像表示手段２５０の縦断プロファイル画像表示領域５４０中に縦断プロファイル曲線５４１を表示する（図８（ｂ））。なお、図７（ｃ）に示すように、道路画像５２０の該当箇所に縦断断プロファイル曲線５２３を重ねて表示することができる。

数値データ取得手段２００は、離間量画像５１０又は道路画像５２０において離間量画像ポインタ５１４又は道路画像ポインタ５２４で指定した箇所における道路の数値情報を点群データから取得する。そして、図８（ｃ）に示すように、画像表示手段２５０に表示する数値表示欄５５０に、ポインタで指定した箇所の座標、離間量（離れ量）、取得時刻、横断プロファイル幅寸法、縦断プロファイルの縦断長さ寸法を数値として表示する。これにより、横断プロファイル曲線５３１及び縦断プロファイル曲線５４１の位置、離れ量、取得時刻、それぞれの横断プロファイルの横断幅寸法、縦断プロファイルの縦断長さ寸法が表示される。

水溜まり表示データ生成手段２１０は、入力手段２４０から入力された降水量に基づいて、点群データを参照して予想される水溜まりの輪郭を生成する。そして、図９に示すように、道路画像５６０の道路５６１上に輪郭５６２、５６３を重畳して表示する。これにより、所定の降雨量に対応する水溜まりの状態を把握することができる。

また、表示装置１００では、指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の縦断プロファイルを重ねて表示することや、指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の横断プロファイルを重ねて表示することできる。これは、入力手段２４０から、同一の道路の箇所について複数の時期を指定することにより行う。横断プロファイル生成手段１８０及び縦断プロファイル生成手段１９０は、異なる時期における複数のプロファイルを生成し、画像表示手段２５０に表示する。表示状態を図１０に示す。

図１０（ａ）に示すように、横断プロファイル表示領域５７０には、過去の横断プロファイル曲線５７１及び現在の横断プロファイル曲線が表示され、縦断プロファイル表示領域５８０には、過去の縦断プロファイル曲線５８１及び現在の縦断プロファイル曲線５８２が表示される。これにより、同一箇所におけるプロファイルの変化が把握できる。このとき、数値データ取得手段２００により、横断プロファイル曲線及び縦断プロファイル曲線の位置、離れ量、取得時刻、それぞれの横断プロファイルの横断幅寸法、縦断プロファイルの縦断長さ寸法を取得し、これらの値を、図９（ｂ）に示すように、画像表示手段２５０に表示する数値表示欄５９０に表示することができる。これにより、数値的にプロファイルの経時変化を把握できる。

経時変化取得手段２２０は、同一箇所におけるモデル面ＭＰからの離間量の経時的変化を表示することができる。これは、複数時期に取得された同一箇所についての複数の点群データを参照し、離間量の経時変化を取得して生成される。これにより、離間量の変化を、図９（ｃ）に示すように、画像表示手段２５０の経時変化表示欄６００に、縦軸に離間量（離れ量）、横軸に時間を取り、変化曲線６０１として表示できる。よって、指定された地点における道路性状の経時変化を視覚的に認識することができ、更に予測することができる。また、路面性状の変化率が大きい箇所は交通量が多い等の指標となりうる。

次に変形箇所検出手段２３０について説明する。図２（ｂ）に示すように、変形箇所検出手段２３０は、区画設定手段２３１と、ＲＭＳ演算手段２３２と、閾値比較手段２３３と、隣接区画比較手段２３４と、変形箇所検出マーク生成手段２３５とを備える。図１１は変形箇所の検出状態と表示状態を示すものであり、（ａ）は区画を示す模式図、（ｂ）は変形箇所検出マークを表示した地図画像を示す図である。

まず、区画設定手段２３１によって、単位エリアを区画に分割する（図３（ｂ）のＳＢ１）。図１１（ａ）に示すように、単位エリア４１０を格子状に区切り規則的に配置される区画６１０、６１０に分割する。

区画ＲＭＳ演算手段２３２は、各区画に属する点群データの統計量としてＲＭＳ（二乗平均平方根：Root Mean Square）を算出して各区画の代表値とする（図３（ｂ）のステップＳＢ２）。そして、閾値比較手段２３３により、各区画の代表値を予め定めた基準値と比較し、基準値より大きい区画を抽出する（図３（ｂ）のステップＳＢ３）。

次に、隣接区画比較手段２３４は、抽出した各区画の代表値と隣接する区画の代表値とを比較し（図３（ｂ）のステップＳＢ４）、その差である変化量の絶対値が予め定めた閾値より大きい箇所を変形箇所候補として検出する（図３（ｂ）のステップＳ５）。これにより、規定値以上の変化量を持つ区間を、変形箇所候補として記録する。このとき、代表値とその差の符号により、凹部候補、または凸部候補を判別する。なお、閾値より大きい変化量を持つ区画が隣り合った場合にも変形箇所の候補と判定する。ここで、凹部候補としては、ポットホール等があり、凸部候補としては、轍の間に形成される凸条等がある。

そして、変形箇所検出マーク生成手段２３５は、この変形箇所候補となる区画の輪郭に相当する変形箇所検出マークを生成する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、後述する道路画像６２０中の変形箇所であるポットホール６２１の検出位置の周囲に変形箇所検出マーク６２２が表示される。なお、変形箇所検出マークは、検出位置の周囲を示すものの他、変形箇所を指示するものあれば、どのような形状であってもよい。

以下、表示装置１００の処理について説明する。図１２は本発明の実施形態に道路性状の表示装置の処理手順を示すフローチャートである。

まず表示装置１００は、データ取得装置３００から道路画像、測定データを取得する（ステップＳ１）。この道路画像は、道路画像データ格納手段１４０に格納され、測定データは点群データ生成手段１１０に格納される。次いで、入力手段２４０から表示を行う道路の表示領域（始点、終点）、取得時期が指定される（ステップＳ２）。これにより、１１０は当該領域及び時期の点群データを生成し点群データ格納手段１２０に格納する一方、道路画像データ取得手段１５０は、道路画像データを取得する（ステップＳ３）。次いで、離間量画像５１０及び道路画像５２０が表示されると共に、ポインタ表示手段１７０により、離間量画像５１０に離間量画像ポインタ５１４が、道路画像５２０に道路画像ポインタ５２４が表示される（ステップＳ４）。これにより、図７（ｂ）、（ｃ）に示した画像が基本画像として入力手段２４０に同時に表示される。

次いで、入力手段２４０から追加して表示すべき画像が選択され、それぞれの表示処理がなされる。
即ち、横断プロファイルの表示を指定し、表示すべき地点と時期を設定すると、横断プロファイル生成手段１８０により横断プロファイルの画像データが生成され（ステップＳ６）、画像表示手段２５０に、図８（ａ）に示す横断プロファイル画像表示領域５３０が表示される。図１０（ａ）に示す異なる時期の横断プロファイル表示領域５７０を表示するときは、入力手段２４０から２つの時期を指定する。

同様に縦断プロファイルの表示を指定し、表示すべき地点と時期を設定すると、縦断プロファイル生成手段１９０により縦断プロファイル画像が生成され（ステップＳ８）、画像表示手段２５０に、図８（ｂ）に示す縦断プロファイル画像表示領域５４０が表示される（ステップＳ９）。図１０（ｂ）に示す異なる時期の縦断プロファイル表示領域５８０を表示するときは、入力手段２４０から２つの時期を指定する。

更に、数値データの表示を指定し表示すべき地点と時期を設定すると、数値データ取得手段２００により数値データが取得されて表示データが生成され（ステップＳ１０）、画像表示手段２５０に、図８（ｃ）に示す数値表示欄５５０が表示される（ステップＳ１１）。

更に、水溜まり輪郭表示を指定し、表示すべき地点と時期、及び降雨量を指定すると、水溜まり表示データ生成手段２１０により、水溜まり輪郭データが生成され（ステップＳ１２）、図９に示すように、画像表示手段２５０に、道路画像５６０に水溜まりの輪郭５６２、５６３が重畳して表示される（ステップＳ１３）。

同様に、入力手段２４０から経時変化画像表示を指定し、指定地点と表示期間を設定する、経時変化取得手段２２０により、経時変化グラフデータが生成され（ステップＳ１４）、画像表示手段２５０に、図１０（ｃ）に示す経時変化表示欄６００が表示される（ステップＳ１５）。

そして、入力手段２４０から変形箇所ホール検出表示を指定し、表示すべき地点と時期を設定すると、変形箇所検出手段２３０により、変形箇所であるポットホールの位置を検出して検出マークを生成し（ステップＳ１６）、入力手段２４０に、図１１（ｂ）に示すように、変形箇所検出マーク６２２が道路画像に重畳して表示され道路画像６２０が表示される（ステップＳ１７）。

なお、上述した道路画像、離間量画像、地図画像は、単独や２つ以上を選択して画像表示手段２５０に表示することができる。これにより、所望の画像を表示して道路性状を総合的且つ的確に判断できるようになる。

以上のように、本発明の実施形態に係る道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置によれば、効率的、効果的な路面性状評価時の画面表示を行うことができる。

１００：表示装置
１１０：点群データ生成手段
１１１：単位エリア設定手段
１１２：モデル面設定手段
１１３：点群データ算出手段
１２０：点群データ格納手段
１３０：離間量表示データ生成手段
１４０：道路画像データ格納手段
１５０：道路画像データ取得手段
１６０：道路表示画像生成手段
１７０：ポインタ表示手段
１８０：横断プロファイル生成手段
１９０：縦断プロファイル生成手段
２００：数値データ取得手段
２１０：表示データ生成手段
２２０：経時変化取得手段
２３０：変形箇所検出手段
２４０：入力手段
２５０：画像表示手段
３００：データ取得装置

Claims (20)

1. 測定対象である道路の測定経路に沿って所定の幅員について測定した路面の各点における測定基準面からの離間量についての測定データを取得し、
   前記測定データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定し、
   前記単位エリアにおける前記測定データから当該単位エリアにおけるモデル面を設定し、
   前記単位エリアの各点における前記モデル面からの離間量を示す点群データを生成し、
   前記点群データで特定される離間量に対応した濃淡又は色彩を前記道路の輪郭内に表示する離間量表示データを生成し、
   指定された前記道路上の箇所に対応する前記離間量表示データに基づく離間量画像を表示する、
   ことを特徴とする道路性状の表示方法。
2. 前記測定経路に沿って取得された前記道路を含む道路画像データを取得し、
   指定された前記道路上の箇所に対応する前記道路画像データに基づく道路画像を、前記離間量画像と共に、又は前記離間量画像を重ねた状態で表示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の道路性状の表示方法。
3. 測定対象である道路を含む地図データを備え、
   前記離間量画像及び前記道路画像の少なくとも一方と共に前記地図データに基づく地図画像を表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の道路性状の表示方法。
4. 前記道路画像の一点を指定する道路画像ポインタ及び前記離間量画像の一点を指定する離間量画像ポインタを表示すると共に道路画像ポインタ及び離間量画像ポインタのうち少なくとも一方のポインタを位置可変とし、
   前記道路画像ポインタ及び前記離間量画像ポインタが前記道路の同一箇所を指定するものとして連動する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の道路性状の表示方法。
5. 前記道路画像又は前記離間量画像で指定された箇所における前記道路の縦断プロファイル及び横断プロファイルの少なくとも一方のプロファイルを表示する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の道路性状の表示方法。
6. 前記道路画像ポインタ又は前記離間量画像ポインタで指定した前記道路上の一点における位置座標、前記モデル面からの離間量、前記測定データの取得時期のうち少なくとも一つの値が文字で表示されること、
   を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の道路性状の表示方法。
7. 異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを取得し、
   指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の縦断プロファイルを重ねて表示すること及び指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の横断プロファイルを重ねて表示することの少なくとも一方を実行すること、を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の道路性状の表示方法。
8. 異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを取得し、
   指定された同一箇所における前記モデル面からの離間量の経時的変化をグラフ表示すること、
   を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の道路性状の表示方法。
9. 前記点群データに基づいて指定した降水量によって路面の凹部に形成される水溜まりの輪郭を生成し、
   前記道路画像に重ねて表示する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の道路性状の表示方法。
10. 前記単位エリアを複数の区画に分割し、各区画における前記点群データの統計量を算出し、
    予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、
    抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出し、
    前記道路画像に当該検出した変形箇所候補の検出位置に変形箇所検出マークを表示することを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の道路性状の表示方法。
11. 測定対象である道路の測定経路に沿って所定の幅員について測定した路面の各点における測定基準面からの離間量についての測定データを格納する手段と、
    前記測定データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定する手段と、
    前記単位エリアにおける前記測定データから当該単位エリアにおけるモデル面を設定する手段と、
    前記単位エリアの各点における前記モデル面からの離間量を示す点群データを生成する手段と、
    前記点群データで特定される離間量に対応した濃淡又は色彩を前記道路の輪郭内に表示する離間量表示データを生成する手段と、
    指定された前記道路上の箇所に対応する前記離間量表示データに基づく離間量画像を表示する手段と、
    を備えることを特徴とする道路性状の表示装置。
12. 前記測定経路に沿って取得された前記道路を含む道路画像データを取得する手段と
    指定された前記道路上の箇所に対応する前記道路画像データに基づく道路画像を、前記離間量画像と共に、又は前記離間量画像を重ねた状態で表示する手段とを備える、ことを特徴とする請求項１１に記載の道路性状の表示装置。
13. 測定対象である道路を含む地図データを取得する手段と、
    前記離間量画像及び前記道路画像の少なくとも一方と共に前記地図データに基づく地図画像を表示する手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の道路性状の表示装置。
14. 前記道路画像の一点を指定する道路画像ポインタ及び前記離間量画像の一点を指定する離間量画像ポインタを表示すると共に道路画像ポインタ及び離間量画像ポインタのうち少なくとも一方のポインタを位置可変とし、前記道路画像ポインタ及び前記離間量画像ポインタが前記道路の同一箇所を指定するものとして連動する手段を備えることを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれか一項に記載の道路性状の表示装置。
15. 前記道路画像又は前記離間量画像で指定された箇所における前記道路の縦断プロファイル及び横断プロファイルの少なくとも一方のプロファイルを表示する手段を備えることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の道路性状の表示装置。
16. 前記道路画像ポインタ又は前記離間量画像ポインタで指定した前記道路上の一点における位置座標、前記モデル面からの離間量、前記測定データの取得時期のうち少なくとも一つの値を文字で表示する手段を備えることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の道路性状の表示装置。
17. 前記点群データを格納する手段は、異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを格納する手段と、
    指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の縦断プロファイルを重ねて表示する手段及び指定された同一箇所における指定された異なる時期における複数の横断プロファイルを重ねて表示する手段の少なくとも一方を備えること、を特徴とする請求項１１から請求項１６までのいずれか一項に記載の道路性状の表示装置。
18. 前記点群データを格納する手段は、異なる時期に取得された同じ位置の前記点群データを格納し、
    指定された同一箇所における前記モデル面からの離間量の経時的変化をグラフ表示する手段を備えること、
    を特徴とする請求項１１から請求項１７までのいずれか一項に記載の道路性状の表示装置。
19. 前記点群データに基づいて指定した降水量によって路面の凹部に形成される水溜まりの輪郭を生成する手段と、
    前記道路画像に重ねて表示する手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１１から請求項１８までのいずれか一項に記載の道路性状の表示装置。
20. 前記単位エリアを複数の区画に分割し、各区画における前記点群データの統計量を算出する手段と、
    予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出する手段と、
    前記道路画像に当該検出した変形箇所候補の検出位置に変形箇所検出マークを表示する手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１１から請求項１９までのいずれか一項に記載の道路性状の表示装置。