JP4059832B2 - 道路断面計測装置、及び、道路断面計測方法 - Google Patents
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Description
本発明の他の課題は、縦断方向の凹凸と横断方向の凹凸が自動計測の精度を劣化させない道路断面計測装置、及び、道路断面計測方法を提供することにある。
ステップS1:θy=θy0(=設定始値)
ステップS2:θx=θx0+Δθx(θx0:設定始値)
ステップS3:θx=θx+N・Δθx(Nは時系列的に増加)
ステップS4:θx=θxend(θxend:設定終値)
ステップS5:θy=θy0+Δθy
ステップS6:θy=θy0+N・Δθy
ステップS7:θy=θyend(θyend:設定終値)
ステップS8:ステップS1〜S8の繰り返しを行う。
ステップS5に移行する前に、θxはθx0に初期設定される。このようなステップの繰り返しは、レーザーを投射する立体角度範囲を立体的メッシュに要素分割し、時系列的格子点集合を設定する。立体角度範囲設定は、監視計測員のキーボード15の操作により実行される。立体角度範囲設定は、計算器3の入力画面に形成される角度設定入力欄(図示されず)に監視員が入力することにより実行される。
Rjk=Rjk(θxjk、θyjk)
このような関数は、既述の測距プロセスの複数回操作により、平均値として生成されることが好ましい。その複数回測距による平均値から大幅にずれる計算結果値は、異常値として除外され新たに平均値が求められる。そのような異常値が算出される原因としては、道路上で計測点に向かう投射光を遮断する車輌の通過、落石、交通事故の発生、地震のような多様な原因が存在する。異常値が長く続く場合には、監視員の現場急行を促す警報信号が計算器3で作成され、警報器が作動し、又は有線、無線を介して送受信アンテナ4を介して監視センタ又は近隣の監視員に対して送信される。
Rjk=Rjk(T,θxjk、θyjk)
T=T0+NΔT
N:整数
ΔT:設定時間幅
ここで、ΔTは1時間、1日、1月、又は、1年に設定される。ΔTが長期である場合には、距離測定器1は頑丈なコンクリート台に強固に固定される。ΔTごとの測距は、監視センタから指示され得る。Rjkの初期値は、Rjk(T0,θxjk、θyjk)で表され、Rjkの最新値はRjk(Tnew,θxjk、θyjk)で表される。比較器は、下記により時間的変動距離差分ΔRjkを計算する。
ΔRjk(θxjk、θyjk)
=Rjk(Tnew,θxjk、θyjk)−Rjk(T0,θxjk、θyjk)
車輌の通過はΔRjkの増大を招き、相対的地盤沈下はΔRjkの増大を招き、地震はΔRjkの周期的変動を招く。
ΔRjk(θxjk、θyjk)
=R’jk(Tnew,θ’xjk、θ’yjk)−Rjk(T0,θxjk、θyjk)
で表される。この表現の差分は、鉛直方向沈下又は鉛直方向隆起を正確に示している。比較器26は、差分信号(ΔR,θxjk,θyjk)を出力する。
そのように人為的に確定する横断線ごとにその横断線の凹凸変動が計測される。プリズム使用に代えられて、人為的に設定されるプリズム位置相当の位置点を望遠鏡の視準点に合致させてその計測点をレーザー投射角度電子制御系8に設定することにより、ノンプリズム計測が可能であることは、既述の通りである。補間機能が存在する場合には、視準点合わせは不要である。視準点合わせにより計測対象点を選択することは、画像解析器21が存在せず、又は、画像解析器21の画像解析能力を越える複雑形状物体が道路面上に又は道路脇に存在する場合に有効である。
3…計算器
6…レーザー投射器
7…2軸回転サーボ機構
9…距離計測器
11…レーザー光
12…反射光
18…第1,2,3,5計算器部分
19…車輌通過路面(路面)
26…第4計算器部分
Cj…横断線
Claims (5)
- レーザー測距器と、
計算器とを構成し、
前記レーザー測距器は、
本体と、
前記本体に支持され互いに直交する2軸のための2軸回転サーボ機構と、
前記2軸回転サーボ機構に同体に支持されレーザー光を投射するレーザー投射器と、
測距対象点で反射する反射光を受光し前記本体の基準点と前記測距対象点との間の距離Rを計算して求める距離計測器とを形成し、
前記計算器は、
前記本体に対して設定される角度座標系で定義される2次元角度座標(θx,θy)と前記2次元角度座標(θx,θy)に対応する前記距離Rとで記述される基準3次元極座標系(R,θx,θy)を設定する第1計算器部分と、
車輌通過路面を離散化して前記車輌通過路面の上のj個の離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)の集合を前記基準3次元極座標系に設定する第2計算器部分と、
前記集合から前記車輌通過路面の断面線の上の前記離散化3次元極座標点を抽出する第3計算器部分とを形成し、
前記断面線は横断線であり、
時間的に変動する前記横断線の前記離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)は、(R(T2),θxj,θyj),(R(T1),θxj,θyj)で表され、ここで、T1,T2は時系列点上の2つの時刻を示し、
前記計算器は、
座標点(R(T2),θxj,θyj)と座標点(R(T1),θxj,θyj)とから座標点(R(T1),θxj,θyj)の鉛直方向変位を近似的に計算する第4計算器部分と、
前記座標点(R(T2),θxj,θyj)を含む横断線の上にあり前記座標点(R(T1),θxj,θyj)の鉛直下方にある位置点を補間計算により求める第5計算器部分とを更に形成する
ことを特徴とする道路断面計測装置。 - レーザー測距器と、
計算器とを構成し、
前記レーザー測距器は、
本体と、
前記本体に支持され互いに直交する2軸のための2軸回転サーボ機構と、
前記2軸回転サーボ機構に同体に支持されレーザー光を投射するレーザー投射器と、
測距対象点で反射する反射光を受光し前記本体の基準点と前記測距対象点との間の距離Rを計算して求める距離計測器とを形成し、
前記計算器は、
前記本体に対して設定される角度座標系で定義される2次元角度座標(θx,θy)と前記2次元角度座標(θx,θy)に対応する前記距離Rとで記述される基準3次元極座標系(R,θx,θy)を設定する第1計算器部分と、
車輌通過路面を離散化して前記車輌通過路面の上のj個の離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)の集合を前記基準3次元極座標系に設定する第2計算器部分と、
前記集合から前記車輌通過路面の断面線の上の前記離散化3次元極座標点を抽出する第3計算器部分とを形成し、
前記断面線は横断線であり、
前記計算器は、
前記離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)の前記集合のうち前記車輌通過路面の左右側端線を抽出する第6計算器部分と、
前記左右側端線に概ね直交する鉛直面上で前記離散化3次元極座標点を抽出することにより前記横断線を特定する第7計算器部分とを更に形成する
ことを特徴とする道路断面計測装置。 - レーザー測距器と、
計算器とを構成し、
前記レーザー測距器は、
本体と、
前記本体に支持され互いに直交する2軸のための2軸回転サーボ機構と、
前記2軸回転サーボ機構に同体に支持されレーザー光を投射するレーザー投射器と、
測距対象点で反射する反射光を受光し前記本体の基準点と前記測距対象点との間の距離Rを計算して求める距離計測器とを形成し、
前記計算器は、
前記本体に対して設定される角度座標系で定義される2次元角度座標(θx,θy)と前記2次元角度座標(θx,θy)に対応する前記距離Rとで記述される基準3次元極座標系(R,θx,θy)を設定する第1計算器部分と、
車輌通過路面を離散化して前記車輌通過路面の上のj個の離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)の集合を前記基準3次元極座標系に設定する第2計算器部分と、
前記集合から前記車輌通過路面の断面線の上の前記離散化3次元極座標点を抽出する第3計算器部分とを形成し、
前記断面線は横断線であり、
前記離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)の集合は、前記車輌通過路面の左右側端線を含み、
前記左右側端線の上の離散点の3次元座標を前記離散化3次元極座標点(R,θxj,θyj)のR,θxj,θyjに入力する入力器を構成する
ことを特徴とする道路断面計測装置。 - 測距儀を道路の周辺域に設置するステップと、
前記測距儀に設定される角度座標系でj個の離散的角度座標(θxj,θyj)からレーザー光を路面の上に投射するステップと、
前記離散的角度座標(θxj,θyj)に対応する前記路面の上の反射点で反射する反射光を受光するステップと、
前記測距儀に設定される基準点と前記反射点との間の距離Rを計算器により求めるステップと、
離散化3次元座標点の集合(R,θxj,θyj)から横断線の形状を計算するステップと、
前記集合(R,θxj,θyj)から前記離散化3次元座標点の間の座標点の距離座標を補間的に計算するステップとを構成し、
前記距離Rを前記計算器により求める前記ステップは、
第1時刻に前記距離Rを前記計算器により求めるステップと、
第2時刻に前記距離Rを前記計算器により求めるステップとを形成し、
前記第1時刻の前記距離と前記第2時刻の前記距離とに対応する鉛直方向落差を、前記補間的に計算する前記ステップの結果を用いて計算するステップを構成する
ことを特徴とするの道路断面計測方法。 - 測距儀を道路の周辺域に設置するステップと、
前記測距儀に設定される角度座標系でj個の離散的角度座標(θxj,θyj)からレーザー光を路面の上に投射するステップと、
前記離散的角度座標(θxj,θyj)に対応する前記路面の上の反射点で反射する反射光を受光するステップと、
前記測距儀に設定される基準点と前記反射点との間の距離Rを計算器により求めるステップと、
離散化3次元座標点の集合(R,θxj,θyj)から横断線の形状を計算するステップと、
前記測距儀に付属する望遠鏡の視準点に計測対象点を計測員により合致させるステップと、
前記視準点と前記計測対象点が合致するときの2次元角度座標を前記計測員の入力操作により前記離散的角度座標(θxj,θyj)に代入するステップとを構成し、
前記入力操作により入力される前記2次元角度座標は前記路面の端線に相当する
ことを特徴とする道路断面計測方法。
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