JP6348847B2

JP6348847B2 - 路面標識ロケータ、点検装置、および分析装置

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Publication number: JP6348847B2
Application number: JP2014553359A
Authority: JP
Inventors: ダグラスディー．ドリナー，; ウィリアムアール．ハラー，
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: EP2805229A4; US9230177B2; US20150127223A1; EP2805229B1; WO2013109591A2; AU2013209936B2; EP2805229A2; JP2015513014A; JP2017106318A; WO2013109591A3; US20130190981A1; AU2017210649B2; CA2861080A1; AU2017210649A1; US8935057B2; AU2013209936A1

Description

本願は、米国特許出願第１３／７４１，５７３号（出願日２０１３年１月１５日）に対する優先権を主張するものであり、この米国特許出願は、米国特許出願１３／７２８，０６２号（出願日２０１２年１２月２７日）の一部継続出願であり、そしてこの米国特許出願は、米国出願第１３／３５１，８２９号（出願日２０１２年１月１７日）の一部継続出願である。すべての先行出願は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書中に援用される。

本発明は、概して、ＧＰＳベースの機械視覚位置決めおよび点検システムに関し、かつ舗装の中または上に視覚的指標を作製するためのデバイスに関する。より具体的には、本発明は、路面標識の地理的位置および条件を判定するための車両搭載型位置決めおよび点検システム、道路車線境界線を塗装するか、または別様に「標示する」ために使用されるＧＰＳベースのシステム、ならびに路面標識位置および点検データを取得して遠隔で分析するための装置、システム、および方法に関する。

新しい、または再舗装された道路表面は、ほとんど常に、交通を制御および指向するために車線境界を自動車運転者に視覚的に提供するための機構として、道路表面標示の適用を必要とする。過去に、新しい道路表面標示を適用するためのプロセスは、最初に、例えば、中心線の場合、道路表面の中心を手動で判定すること、および道路の中心を視覚的に画定するように小さな点を塗装することから成った。次いで、塗装車両の運転者が、小さな点によって画定された経路に沿って塗料を堆積させるであろう、塗料噴霧器を誘導するために道路の中心を使用するであろう。

現在、このタスクは、道路の幅を手動で測定し、中心点に標識を配置することによって、第１の位置点で道路の中心を判定することにより達成される。次いで、このプロセスは、第１の点から変位させられる第２の点で道路の中心点を判定するように繰り返される。ここで、これら２つの点は、道路の中心経路を識別する線分の始点および終点を画定する。次いで、鎖線または一列の線が、第１および第２の中心点の間で伸張させられ、小さな白い（または他の色の）塗装点が、手動で噴霧され、伸張鎖に沿って離間され、道路の中心線の視覚的指標を与える。次いで、鎖線または一列の線は、道路表面から除去される。次いで、このプロセス全体は、第２の区画の始点として第１の区画の終点を使用して、道路の次の区画に繰り返される。このプロセスは、道路全体の中心の位置が画定されるまで、連続的に繰り返される。道路の中心線は、路面標識経路を画定するために参照として使用される（すなわち、道路の中心線が標識経路を画定する）。

道路の中心の位置を画定すると、線塗装装置を装備したトラックが、白い点を覆って位置付けられる。次いで、トラックの運転者は、画定された区画を覆ってトラックを粗く位置付けるために、ポインタとともに視覚ガイドとして白い点を使用する。第２のオペレータは、トラックの後部に座り、道路の中心の全ての画定された区画に対する点を直接覆って、側方可動塗料キャリッジを位置付ける。側方可動キャリッジは、第２のオペレータが所望の位置に路面標識を適用すること、およびガイド点に関するトラック位置の任意のわずかな不整合を補正することを可能にする。次いで、トラックが道路の各中心区画を辿るにつれて、側方可動塗料キャリッジ上に位置付けられる、制御された塗装噴霧ノズルアレイが、道路の表面上に塗料を適用する。トラックが標識経路（道路の中心）を辿るにつれて、ノズルアレイは、標識経路からオフセットされ得る所望の路面標識（単一または複数、実線または破線の路面標識）を適用する。

現在の技術は、路面標識を適用するためのシステムを提供するという所望の目標を達成するが、現在のシステムは、手動集約的であり、作業者の個人的安全性を有意な危険にさらす。例えば、２人の作業者が、区画の開始および終了位置を測定するように要求され、２人の作業者が、路面標識を実際に塗装するように要求される（一方の作業者が、トラックを運転するように要求され、他方の作業者が、キャリッジおよび塗料分注機器の両方を操作するように要求される）。加えて、活発に進行される道路および高速道路に道路表面標識を適用することの影響を最小限化するために、路面標識の適用は、多くの場合、夜遅い時間に行われる。この時間の間に、交通の可視性が妨げられ、対向交通が、各区画の開始および終了位置を手動で画定する、これらの作業者と衝突する有意な可能性がある。

道路を作製するプロセスを自動化しようとする以前の試行は、電磁ビームを使用して所定の標識経路に沿って道路標示機器を誘導することを含んだ。残念ながら、これらの方法は、道路に沿って伝送機の配置を必要とした。他の以前の試行は、適正な経路を画定する様式で配列された光線の使用を含んだ。再度、この試行は、日光の干渉による、実装することが困難であることが証明された。他の試行は、路面標識経路を画定するように特徴的な指紋を放出するであろう、放射性標示材料を使用することを含んだ。健康および安全性の問題、放射性物質の寿命（半減期）、および処分の問題を含む、放射性標示材料を使用することに関する多くの不利点がある。

道路表面を再標示しようとする他の試行は、全地球測位システム（ＧＰＳ）ベースの塗料噴霧器と組み合わせて、描画アプリケーションプログラムを使用することを含んだ。アプリケーションプログラム、および手動で画定され、次いで、道路表面を標示するためにＧＰＳ塗料噴霧器によって使用されるパターンの地理的座標を使用して、描画パターンが作成される。この試行は、道路の描画パターンが事前に判定されることを必要とし、路面標識の正確な位置が不正確に画定された場合、または描画パターンが実際の道路の地理的位置と正確に対応しない場合に失敗する。

米国特許第６，０７４，６９３号（特許文献１）および第６，２９９，９３４号（特許文献２）（分割出願として関係する）はそれぞれ、描画パターンで道路およびフィールドを標示するための塗料噴霧器の一実施例を開示する。両方ともＭａｎｎｉｎｇに発行され、「ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＰａｉｎｔＳｐｒａｙｅｒ」と題されて、該特許は、外部コンピュータおよびＧＰＳ塗料噴霧器を有するシステムを教示する。描画パターンは、外部コンピュータ上で作動する地理的情報システム（ＧＩＳ）、または外部コンピュータ上で作動する描画アプリケーションプログラムを使用して、設計者によって作成される。描画パターンの印刷ファイルが、オペレーティングシステムソフトウェアによって作成され、ＧＰＳ塗料噴霧器に渡される。印刷ファイルは、ピクセルデータの地理的マッピングを含有してもよく、代わりに、ピクセルデータの地理的マッピングは、ＧＰＳ塗料噴霧器内で完成させられてもよい。いずれにしても、描画画像の地理的マッピングが判定され、次いで、ＧＰＳ塗料噴霧器内のメモリに記憶される。ＧＰＳ塗料噴霧器はさらに、ＧＰＳ受信機と、位置コンパレータとを含む。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ塗料噴霧器の地理的位置を判定し、位置コンパレータは、塗料噴霧器の現在のＧＰＳ位置と描画画像の地理的マッピングとの間の整合が起こるかどうかを判定する。ＧＰＳ塗料噴霧器の現在のＧＰＳ位置と描画画像の地理的マッピングデータとの間の位置整合が検出された場合、制御信号が、整合位置に塗料または他の材料を堆積させるスプレーノズルに送信される。この特許取得システムを使用して、線および絵のような図面の両方を、表面上に標示することができる。

Ｍａｎｎｉｎｇに発行された‘９３４特許は、１５件の以前の特許を参照する。各特許は、以下のように簡潔に要約される。第１に、「ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧｕｉｄａｎｃｅＡｐｐａｒａｔｕｓ」と題され、Ｒｉｃｈｔｅｒに発行された米国特許第４，２１９，０９２号（特許文献３）は、所定の経路に沿って車両等の移動オブジェクトを自動的に誘導するための装置を開示する。所定の経路は、車両から放射される第１のＸ線によって励起される二次Ｘ線波を放出することが可能な材料のストライプによって画定される。２つの検出器、すなわち、比較機構および車両内に搭載されたサーボ機構が、車両の経路を補正し、所望の経路上で車両を維持する。

「ＤｅｖｉｃｅｆｏｒＡｐｐｌｙｉｎｇＵｎｉｆｏｒｍＴｒａｆｆｉｃＬｉｎｅｓ」と題され、Ｈｏｆｍａｎｎに発行された米国特許第４，４６０，１２７号（特許文献４）は、塗料ノズルの開放および閉鎖中に実質的な圧力変動の発生を防止することによって、交通標識を均一に適用するための移動車両から操作可能なデバイスを開示する。「ＡｔｈｌｅｔｉｃＦｉｅｌｄＭａｒｋｅｒ」と出され、Ｂｒａｎｄｌｉに発行された米国特許第４，８３２，３３１号（特許文献５）は、運動場に埋め込まれる弾性マーカストリップを開示する。ストリップの最上部分は、境界線を標示するために露出させられ、可視的である。「ＶａｒｉａｂｌｅＲａｔｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ」と題され、Ｍｏｎｓｏｎらに発行された米国特許第５，２２０，８７６号（特許文献６）は、畑の場所および土壌の種類、所望の土壌肥料の内容、現在の土壌肥料の状態、および車両速度に基づいて、農地に肥料を施すための肥料混合および分注装置および方法を教示する。ＧＰＳまたは他の車両位置機構が、装置に組み込まれる。

「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＰａｉｎｔｉｎｇＨｉｇｈｗａｙＭａｒｋｉｎｇｓ」と題され、Ｈａｒｔｍａｎに発行された米国特許第５，２９６，２５６号（特許文献７）は、道路舗装上の古い塗装標識を覆って交通標識線を塗装するための方法および装置を開示する。ペイントガンおよび塗料供給部を有する標示車両上に正常に設置されると、本装置は、舗装を照射する検出器を含み、ペイントガン上の弁の作動を制御し、また、古い舗装標識を追跡するように、古い塗装標識の１つ以上の既知の事前選択された構成物質の存在について帰還点検を分析するために分光器を利用する。本装置はまた、検出器とペイントガンとの間の主導距離に対処するようにペイントガン遅延機能も提供し、比較的高い車両速度で古い標識を直接覆って新しい塗装標識の適用を可能にする。

「ＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒＭａｒｋｉｎｇａＳｕｒｆａｃｅ」と題され、Ｈｕｙｎｈらに発行された米国特許第５，５２９，４３３号（特許文献８）は、表面上に所定のパターンを標示するように材料を分注するための装置および方法を教示する。分注器は、ｘ、ｙ、およびｚ方向に操作される。加えて、分注器は、回転し、ｗ軸と傾転角を形成する。

「ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＭａｒｋｉｎｇＧｒａｓｓＦｉｅｌｄｓａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＡｐｐｌｙｉｎｇＳｕｃｈＭｅｔｈｏｄ」と題され、Ｎｉｃｏｄｅｍｏらに発行された米国特許第５，５４０，５１６号（特許文献９）は、異なる方向に草の葉を屈曲することによって運動場を作製するための装置および方法を教示する。本装置の位置は、ＧＰＳまたは送受信機によって判定することができる。

「ＰｏｓｉｔｉｏｎＲｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ，ＭｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄＰａｖｉｎｇＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒａＰｒｏｆｉｌｅｒａｎｄＰａｖｅｒ」と題され、Ｍａｌｏｎｅに発行された米国特許第５，５４９，４１２号（特許文献１０）は、位置の関数として道路表面の水平度（表面プロファイル）を判定するための道路作業装置、および道路の基礎表面上に材料の実質的に水平なマットを形成するためのレベラを開示する。

「ＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＦｌｏｗＲａｔｅａｎｄＤｒｏｐｌｅｔＳｉｚｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍａｎｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｐｒａｙｅｒ」と題され、Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎらに発行された米国特許第５，６５３，３８９号（特許文献１１）は、表面上に液体（農業用肥料）を噴霧するための流速および液滴サイズ制御システムを教示する。位置応答性制御システムは、噴霧ゾーンの境界および噴霧条件に関する情報を受信する。噴霧器の位置は、ＧＰＳシステムによって判定されてもよい。

「ＲａｐｉｄＲｏａｄＲｅｐａｉｒＶｅｈｉｃｌｅ」と題され、Ｍａｒａに発行された米国特許第５，７４６，５３９号（特許文献１２）は、道路表面を迅速に修理し、修理の位置および時間を記録するための急速道路修理車両を開示する。ＧＰＳシステムが、修理の位置を判定するために使用される。

「Ｓｉｔｅ−ＳｐｅｃｉｆｉｃＨａｒｖｅｓｔＳｔａｔｉｓｔｉｃｓＡｎａｌｙｚｅｒ」と題され、Ｗｅｎｄｔに発行された米国特許第５，７７１，１６９号（特許文献１３）は、任意の数の入力の関数として穀物生産高を最適化するために、農業従事者が場所特有のデータを分析することを可能にするための装置および方法の両方を開示する。地理参照マップが、空間的可変特性を表すデータとともに、農地の少なくとも１つの所望の領域の統計データを分析するために使用される。ＧＰＳベースの位置システムが、分析のための目的とする領域を画定するために使用されてもよい。

「ＶｅｈｉｃｌｅＭｏｕｎｔｅｄＦｉｒｅＦｉｇｈｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ」と題され、Ｗｈｉｔｅに発行された米国特許第５，８３６，３９８号（特許文献１４）は、火および他の周囲の近接性に対して車両の位置を判定するように、ＧＰＳ／ＧＩＳシステムを有し得る、消防用車両を開示する。

「ＧＰＳ−ＢａｓｅｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＭｏｄｕｌｅ」と題され、ＶａｎＷｙｃｋＬｏｏｍｉｓに発行された米国特許第５，８３８，２７７号（特許文献１５）は、ゾーンベースのＧＰＳコントローラモジュールを開示する。本装置は、ＧＰＳ受信機と、ゾーンマップと、コントローラ論理とを含む。ＧＰＳ位置が、特定のゾーンの位置を判定するために使用される。特定のゾーンの位置に応答して、コントローラは、アナログまたは論理信号出力を生成する。

「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＳｙｓｔｅｍｆｏｒＰｒｏｄｕｃｉｎｇａｎＩｍｐｒｏｖｅｄＨｉｋｉｎｇＴｒａｉｌＭａｐ」と題され、Ｗｙｃｈｅらに発行された米国特許第５，８５７，０６６号（特許文献１６）は、各ほぼ直線状のコース区画の開始および終了における位置を判定するためにＧＰＳ受信機を使用して、ハイキングコースマップを生成するための方法を開示する。

「ＵｓｅｒＭｏｄｉｆｉａｂｌｅＬａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＺｏｎｅｓｆｏｒｔｈｅＶａｒｉａｂｌｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｂｓｔａｎｃｅｓＴｈｅｒｅｔｏ」と題され、Ｗｉｅｎｓに発行された米国特許第６，１１５，４８１号（特許文献１７）は、具体的な地理的位置（すなわち、土地面積内の特定のゾーン）に基づいて、物質の１つ以上の製剤（肥料、殺虫剤、および同等物等）を農地、森、および他の領域に適用するための装置および方法を開示する。ＧＰＳシステムが、特定のゾーンおよびそのゾーンのための製剤を判定するために土地面積を横断する車両の表現を図式的に追跡するために使用されてもよい。

以下の７件の特許は、Ｍａｎｎｉｎｇの特許を参照する。それぞれは、以下のように簡潔に識別される。第１に、「ＰｏｒｔａｂｌｅＬｏｃａｔｏｒＩｎｃｌｕｄｉｎｇａＧｒｏｕｎｄＭａｒｋｉｎｇＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ」と題され、Ｚｅｃｋに発行された米国特許第６，７２３，３７５号（特許文献１８）は、地下ケーブルを位置付け、埋設ケーブルの上方の表面に標示するための方法を開示する。

「ＬａｒｇｅＡｒｅａＭａｒｋｉｎｇＤｅｖｉｃｅａｎｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｒｉｎｔｉｎｇ」と題され、Ｐａｔｔｏｎらに発行された米国特許第６，７２９，７０６号（特許文献１９）は、私道、フィールド、デッキ、またはパティオ等の広い表面積を覆って画像を印刷するための装置および方法を開示する。「ＬａｒｇｅＡｒｅａＭａｒｋｉｎｇＤｅｖｉｃｅａｎｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｒｉｎｔｉｎｇ」と題され、Ｐａｔｔｏｎらに発行された米国特許第６，９５１，３７５号（特許文献２０）は、所望の画像のスキャンされた近似値（原画像）を使用して、広い表面積上に強化画像を印刷するための方法および装置を開示する。これらの２つの特許は、具体的には‘６９３特許を参照し、画像を印刷するための精度が欠けているものとしてＧＰＳシステムを特徴付ける。

「ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧｒｏｕｎｄＭａｒｋｉｎｇＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ」と題され、Ｍａｙｆｉｅｌｄらに発行された米国特許第７，０２９，１９９号（特許文献２１）は、複雑なパターンまたはロゴを伴う均等または不均等な表面を標示するための装置を開示する。ＧＰＳベースの誘導システムが、マーカ装置の位置を判定するために使用されてもよい。

「ＭａｒｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍａｎｄＭｅｔｈｏｄｗｉｔｈＬｏｃａｔｉｏｎａｎｄ／ｏｒＴｉｍｅＴｒａｃｋｉｎｇ」と題され、Ｎｉｅｌｓｅｎに発行された米国特許第７，６４０，１０５号（特許文献２２）は、埋設施設の視覚的指標を提供するように、地面または舗装を標示するための装置および方法を開示する。ＧＰＳベースのシステムが、表面上に配置された標識の地理的位置を記録するために使用される。標識が作製された時間もまた、記録されてもよい。

「ＴｒａｉｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＤｉｓｐｅｎｓｉｎｇＰａｉｎｔ」と題され、Ｍａｌｉｔに発行された米国特許第７，８６６，９１７号（特許文献２３）は、道路を標示するためのデバイスおよび方法を教示する。本デバイスは、選択的に可視的な塗料を含み得る道路を一意的に識別するための機構を有する。塗料（または他の標識）は、コンピュータ支援輸送システムおよび他の用途を補完するために使用される。

「ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＡｐｐｌｙｉｎｇＰａｉｎｔｓａｎｄＶａｒｎｉｓｈｅｓ」と題され、Ｂｕｓｔｇｅｎｓに発行された米国特許第７，９８１，４６２号（特許文献２４）は、画像テンプレートに従って、所望の表面に組み込まれ得る突出、バルコニー、および同等物を回避しながら、塗料を建築物および他のオブジェクトに適用するための方法を教示する。

現在の路面標識技術には、いくつかの問題がある。１つの問題は、道路上に線を正確に塗装するために有意量の手作業が必要とされ、結果として、作業者が路面標識プロセス中に危険な作業環境に置かれることである。現在の技術に関する別の問題は、ＧＰＳまたはＧＰＳベースのシュードライトアレイを使用して既存の道路線標識のサンプリングされた地理的座標を容易かつ迅速に得ることができないことである。関連問題は、標識経路全体の地理的座標の連続関数を生成するために、このサンプリングされたデータを使用することができないことである。付加的な問題は、線の標識のために他の実質的に平行な標識経路を判定するオフセット能力の欠如、したがって、以前の標識を複製して、第１の（または第２の）標識経路に沿って塗料または他の材料を均一に堆積させることができないことである。

‘６９３特許は、現在の路面標識技術に関する、ある不利点を明示的に記載している。第１段、行１１−４０として「従来技術の説明」の見出しの下で、‘６９３特許は、「路面標識は、圧力下で噴霧ノズルジェットから道路表面上に塗料を適用する、いわゆる「路面標識」機械を用いて広範囲に生成される。道路を標示する際に、塗料の水平位置合わせが道路の位置に関して正確であることが、非常に重要である。過去に、経験豊富な機械オペレータでさえも、古い標識が利用可能である場合でも十分な精度で路面標識機械を手動で誘導することが困難であると感じた。これまで、古い標識の存在を自動的に検出し、路面標識機械を自動的に誘導し、必要に応じて噴霧ノズルをオンおよびオフに切り替えるためにそれらの検出を使用する試行が行われてきた。しかしながら、古い標識の中断が中断中に操縦誘導を与えないため、そのような試行は完全には満足できるものではなかった。また、このアプローチは、古い標識が消滅した場合に、または新しい標識のためには、何の役にも立たない。種々の配列が、光線または電磁ビームを使用して、所定の経路に沿って路面標識機械を自動的に誘導することによって、これらの問題を解決するために開示されている。しかしながら、これらの配列は、伝送機が道路に沿って配置されることを要求し、光線の場合には、日光の影響によって劣化させられる。これらの問題を克服するために、標示される経路に放射線を発する材料を埋め込むことが提案されている。しかしながら、この方法は、道路表面に放射物質を埋め込むことは高価であり得るという不利点を抱えている。さらに、放射物質は、ある期間後にそれらの有効性を失う傾向がある。類似問題が、駐車場、滑走路、および同等物に関連する。」と記載している。

Ｍａｎｎｉｎｇは、既知の路面標識技術に関するある不利点を識別するが、‘６９３および‘９３４特許においてＭａｎｎｉｎｇによって開示されたＧＰＳ制御塗料噴霧器には、独自の不利点がある。第１に、設計者が図面を生成しなければならず、設計者が描画パターンを正確に生成したと仮定されなければならない。さらに、実際の建設された道路が描画パターンの内容に合致すると仮定されなければならない。そして、相違が実際の位置と描画パターン道路位置との間に存在する場合に、本システムは失敗する。

加えて、開示されたシステムは、描画パターンが実際の建設された道路に正確に合致しないときに必要とされる、塗装標識の正確な水平位置合わせを維持することができない。この状況は、現地建設変更が、予期しない建設問題によって促された場合に起こる。そのような問題は、例えば、岩盤形成、不安定な地面構造、水の流出、および同等物を含む。

Ｍａｎｎｉｎｇによって開示されたシステムを使用する設計者は、標識サイズおよび配向を正確に判定するように、図面の中心の参照地理的位置、スケーリング情報、配向情報、および他のアスペクト比情報に対応するデータを判定し、入力しなければならない。したがって、本システムは、位置合わせ、配向、およびサイズ入力を必要とし得る。設計者はまた、線の終点または既知の地理的位置座標を使用した方程式等の路面標識のデータを手動で入力しなければならない。これは、以前の調査からの既知の座標を含む。本システムは、設計者が地理的標識位置を正確に判定できることを仮定する。

弧については、設計者は、終点および半径を選択しなければならない。そのような選択は、平滑に構築された機能的適合を可能にしない。設計者は、比較的長い連続的な塗装線を作製するために使用される線分を手動で接合しなければならない。線である進路線は、個々の点から生成され、数学的に導出された関数からの平滑に導出された曲線ではない。

Ｍａｎｎｉｎｇによって開示されたシステムは、利用可能な方程式に依存する。それは、既存路面標識をサンプリングしない（または一式の離間点を生成しない）。本システムは、ＧＰＳ受信機に対する交差進路位置を記録しない。‘６９３特許は、曲線を生成するための任意の機構を開示しない。最終的に、Ｍａｎｎｉｎｇによって開示されたシステムは、現在のＧＰＳベースの位置と、地理的標識位置データの中のデータ点のうちの１つとの間に位置の合致があるときのみ塗装する。

他にも、路面標識を含む道路特徴をマップするために、ビデオグラメトリ（撮像装置）およびナビゲーションツール（例えば、ＧＰＳシステム）の組み合わせを使用しようと試行されてきた。例えば、モバイルマッピングシステムを使用した精密道路特徴ローカライゼーションの研究が完了している。しかしながら、路面標識の位置を判定するために、オペレータは、手動デジタル化ツールを使用して、カメラのｕ−ｖ座標上の特徴位置（すなわち、路面標識）を手動で選択しなければならない。次いで、手動で選択された特徴の従来的に画定された東、北、上（ＥＮＵ）の座標が、モバイルマッピングシステムによって判定される。

このシステムは、オペレータが不正確な位置となりやすく、完全には自動化されない。各路面標識の個別選択は、時間がかかり、オペレータの技能および経験に依存している。さらに、反射率およびコントラスト、長さおよび幅寸法、標識充填率、および他の重要な品質規格について路面標識を自動的に点検するために、機構が提供されない。

したがって、当業界では、より少ない手作業を必要とし、作業者にとっての運営安全性要因を増加させ、現在の路面標識技術より安価であり、道路の再舗装面を正確かつ均一に標示するであろう、路面標識システムの必要性がある。

米国特許第６，０７４，６９３号明細書米国特許第６，２９９，９３４号明細書米国特許第４，２１９，０９２号明細書米国特許第４，４６０，１２７号明細書米国特許第４，８３２，３３１号明細書米国特許第５，２２０，８７６号明細書米国特許第５，２９６，２５６号明細書米国特許第５，５２９，４３３号明細書米国特許第５，５４０，５１６号明細書米国特許第５，５４９，４１２号明細書米国特許第５，６５３，３８９号明細書米国特許第５，７４６，５３９号明細書米国特許第５，７７１，１６９号明細書米国特許第５，８３６，３９８号明細書米国特許第５，８３８，２７７号明細書米国特許第５，８５７，０６６号明細書米国特許第６，１１５，４８１号明細書米国特許第６，７２３，３７５号明細書米国特許第６，７２９，７０６号明細書米国特許第６，９５１，３７５号明細書米国特許第７，０２９，１９９号明細書米国特許第７，６４０，１０５号明細書米国特許第７，８６６，９１７号明細書米国特許第７，９８１，４６２号明細書

現在の技術の精査から明白となるであろう、上記で識別される必要性および他の必要性を満たすために、かつその目標を考慮して、本発明は、道路車線境界線を塗装するか、または別様に「標示する」ために使用されるＧＰＳベースのシステム、路面標識の地理的位置および状態を判定するための車両搭載型位置決めおよび点検システム、ならびに路面標識位置および点検データを取得して遠隔で分析するための装置、システム、および方法を提供する。

現在の路面標識技術の欠点を克服するために、表面改良（または再舗装）された道路上に標識を配置するための新しい装置および方法が提供される。本発明の基本目的は、再舗装された道路を自動的に標示するための改良型装置を提供することである。関連目的は、既存路面標識経路の地理的位置をサンプリングすることである。さらなる関連目的は、ＧＰＳまたはＧＰＳベースのシュードライトアレイシステムを使用して、既存路面標識経路の地理的位置をサンプリングすることである。

本発明の別の目的は、サンプリングされた地理的標識経路に基づいて連続標識経路を判定することである。本発明のさらに別の目的は、既存路面標識の特性、パターン、および地理的位置を迅速に判定することである。付加的なオブジェクトは、再舗装された道路上に塗料または他の標示材料を正確に堆積させ、連続標識経路によって判定される位置で既存標識を複製することである。

本発明のさらに別の目的は、元の標識経路と実質的に平行な第２の連続路面標識経路を自動的に作成することである。本発明のさらなる目的は、第２の連続路面標識経路によって判定される位置で、再舗装された道路上に塗料または他の標示材料を正確に堆積させることである。本発明のさらに別の目的は、路面標識車両の運転者を誘導するためのシステムを提供することである。関連目的は、車両速度にかかわらず、均等かつ一貫した塗料標識を分注することである。本発明は、標識経路の連続関数に基づいて、標識経路に沿って塗装車両を自動的に誘導する別の目的を有する。

本発明はまた、既存路面標識の地理的位置を自動的に判定するための装置および方法も提供する。本発明は、移動車両から既存路面標識の地理的位置を自動的に判定するための装置および方法を提供する。例えば、既存路面標識の地理的位置は、標識の画像から判定されてもよい。本発明の別の目的は、標識の画像から既存標識のＧＰＳ地理的位置を判定することである。本発明のさらに別の目的は、路面標識の地理的位置をサンプリングすることである。

本発明は、移動車両から路面標識を撮像する装置および方法を提供する。本発明の別の目的は、移動車両の左側から右側へ路面標識を撮像することである。本発明のなおもさらに別の目的は、車線内を進行する移動車両から道路車線境界標識を撮像することである。１つ以上の撮像装置が、路面標識を撮像するように移動車両の側面上に搭載されてもよい。本発明の別の目的は、撮像装置を車両の側面に添着するための回転マウントを提供することである。本発明の別の目的は、迅速かつ容易に車両の側面に添着され、そこから除去される、可撤性回転マウントを提供する。

本発明の別の目的は、標識画像をそれらのそれぞれのＧＰＳ地理的位置と正確に同期化することである。本発明の付加的な目的は、路面標識の品質を自動的に判定すること、および路面標識の実際の画像を路面標識の標準画像と自動的に比較することである。本発明の関連目的は、路面標識画像から、路面標識の長さおよび幅、ならびに連続または隣接路面標識の間の相対間隔を自動的に判定することである。本発明のさらなる目的は、路面標識の面積を判定することである。例えば、本装置および方法は、路面標識の面積充填率を自動的に判定してもよい。本発明のなおもさらなる目的は、道路表面と路面標識との間の反射コントラストを自動的に判定することである。本発明のさらに別の目的は、容認可能な規格を満たさない路面標識の地理的位置を自動的に判定することである。本発明は、低周辺光条件中に路面標識を撮像するための撮像システムを提供する目的を有する。

本発明はさらに、表面改良された道路上に標識を配置するための装置を提供する。本装置は、表面改良前に、道路上で明白な既存路面標識の離散地理的位置データをサンプリングするためのＧＰＳベースのロケータを含む。コンピュータが、サンプリングされた地理的位置データに適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する。そして、マーカが、表面改良された道路上に既存路面標識を自動的に複製するためにＧＰＳベースのロケータおよび地理的位置関数に応答する。本装置は、典型的には、移動車両の一部である。関連方法が、表面改良された道路上に標識を配置するために開示される。道路に沿って、除雪機、舗装機、または他の類似機器を有する車両を誘導するために、類似装置を使用することができる。

別の側面によると、本発明は、路面標識画像を分析するために必要とされる撮像された道路領域データの量を最小限化するための装置および方法を提供する。本発明の目的は、路面標識画像を分析するために必要とされる撮像された道路領域データの量を最小限化するように、撮像された道路領域をフィルタにかけるための装置および方法を提供することである。本発明はまた、分析のために必要とされる撮像された路面標識データの量を最小限化するように、路面標識画像を圧縮するための装置および方法も提供する。本発明の別の目的は、安全な路面標識データ記憶および路面標識データの伝送を提供するように、路面標識画像を暗号化するための装置および方法を提供する。

本発明の１つの目的は、路面標識画像の忠実度（例えば、精度）も保ちながら、路面標識画像データの量を最小限化するための装置および方法を提供することである。本発明は、さらなる分析のために路面標識画像の忠実度を保ちながら、道路画像データの量を最小限化するための装置および方法を提供する。本発明のさらなる目的は、さらなるコンピュータベースの画像分析のために路面標識画像の忠実度を保ちながら、道路画像データの量を最小限化するための装置および方法を提供することである。さらなるコンピュータベースの画像分析のために路面標識画像の忠実度を保ちながら、道路画像データの量を最小限化するための装置および方法は、路面標識の特性を判定するステップを含んでもよい。

本発明のさらなる目的は、路面標識の特性を判定するステップを含む、さらなるコンピュータベースの画像分析のために路面標識画像の忠実度を保ちながら、移動車両によって収集される道路画像データの量を最小限化するための装置および方法を提供することである。本発明は、路面標識の特性を判定するステップを含む、路面標識画像の忠実度を保ちながら、移動車両によって収集される道路画像データの量を最小限化し、さらに、コンピュータベースの画像分析を行うために、これらのデータを遠隔に位置する設備に伝送するための装置および方法を提供する。本発明のさらなる目的は、路面標識の特性、路面標識の地理的位置、および最良適合路面標識経路関数を判定するステップを含む、路面標識画像の忠実度を保ちながら、移動車両によって収集される道路画像データの量を最小限化し、さらに、コンピュータベースの画像分析を行うために、これらのデータを遠隔に位置する設備に伝送するための装置および方法を提供することである。本発明はまた、路面標識の特性、路面標識の地理的位置、最良適合路面標識経路関数、および路面標識の質を判定するステップを含む、路面標識画像の忠実度を保ちながら、移動車両によって収集される道路画像データの量を最小限化し、さらに、コンピュータベースの画像分析を行うために、これらのデータを遠隔に位置する設備に伝送するための装置および方法も提供する。

本発明の別の側面によると、路面標識の質を判定するために一式の路面標識規格に対して路面標識特性を比較するステップを含む、路面標識画像の忠実度を保ちながら、移動車両によって収集される道路画像データの量を最小限化し、さらに、コンピュータベースの画像分析を行うために、これらのデータを遠隔に位置する設備に伝送するための装置および方法が提供される。本発明のさらなる目的は、路面標識画像を遠隔で記憶するために必要なメモリの量を最小限化する装置を提供することである。具体的には、本発明は、路面標識画像を記憶するために必要なコンピュータメモリの量を最小限化する装置を提供する。

本発明はまた、路面標識画像の忠実度を保ちながら、路面標識画像を記憶するために必要なコンピュータメモリの量を最小限化する装置も提供する。本発明のさらなる目的は、さらなる分析のために路面標識画像の忠実度を保ちながら、路面標識画像を記憶するために必要なコンピュータメモリの量を最小限化する装置を提供することである。具体的には、本発明は、さらなるコンピュータベースの画像分析のために路面標識画像の忠実度を保ちながら、路面標識画像を記憶するために必要なコンピュータメモリの量を最小限化する装置を提供する。

本発明のさらに別の目的は、１つ以上の撮像車両から遠隔の場所への伝送のために道路画像データの量を最小限化する装置を提供することである。本発明は、１つ以上の撮像車両から遠隔の場所への伝送のために路面標識画像データの量を最小限化する装置を提供する。具体的には、本発明は、路面標識画像の忠実度を維持しながら、遠隔の場所への伝送のために路面標識画像データの量を最小限化する装置を提供する。

さらに別の側面によると、本発明は、１つ以上の撮像車両から路面標識特性を計算する装置を提供する。一実施形態では、本発明は、１つ以上の撮像車両から路面標識特性を遠隔で計算する装置を提供する。本発明の１つの目的は、１つ以上の撮像車両から連続標識経路および路面標識特性を遠隔で計算する装置を提供することである。本発明のさらに別の目的は、１つ以上の撮像車両から連続標識経路および路面標識特性を遠隔で計算し、連続標識経路および路面標識特性を遠隔に位置する車両に伝送する装置を提供することである。本発明のなおもさらに別の目的は、１つ以上の撮像車両から連続標識経路および路面標識特性を遠隔で計算し、インターネットを介して連続標識経路および路面標識特性を遠隔に位置する車両に伝送する装置を提供することである。具体的には、本発明は、１つ以上の撮像車両から連続標識経路および路面標識特性を遠隔で計算し、無線通信リンクを介して連続標識経路および路面標識特性を遠隔に位置する車両に伝送する装置を提供する。

一実施形態では、本発明は、１つ以上の撮像車両から連続標識経路および路面標識特性を遠隔で計算し、品質比較を行う装置を提供する。例えば、本発明は、１つ以上の撮像車両から連続標識経路および路面標識特性を遠隔で計算し、路面標識経路に沿った既存路面標識の完全で正確な連続的複製を生成する、画像繋ぎ合わせプロセスを行う装置を提供する。

本発明の他の目的および利点は、本明細書および図面の精査後に、より明確となるであろう。先述の一般的説明および以下の発明を実施するための形態の両方は、例示的であるが、本発明を制限しないことを理解されたい。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
道路の表面上に塗料または別の標示材料等の標識を配置するための装置であって、
移動車両と、
標識が除去される前に、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを自動的にサンプリングするために前記車両上に位置付けられる、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
（ａ）ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有するグリッドシステムを構築し、さらに、前記構築されたグリッドシステムおよびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラム、および（ｂ）データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する、曲線適合プログラムを含む、コンピュータと、
ＧＰＳ地理的位置を有し、前記道路の表面上に前記既存路面標識を自動的に複製するために前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび地理的位置関数に応答する、前記車両上に位置付けられるマーカと、
前記マーカの前記ＧＰＳ地理的位置および前記地理的位置関数を比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記マーカの前記位置を補正する、フィードバックシステムと
を備える、装置。
（項目２）
前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータは、その地理的位置を判定するためにＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続される、ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合される、ＧＰＳアンテナを含む、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記道路上に下向きに焦点を合わせ、前記路面標識の画像を提供する、第１の撮像装置をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記装置の前の前記道路を撮像する、第２の撮像装置をさらに備える、項目３に記載の装置。
（項目５）
前記装置は、オペレータによって指向されるように適合され、前記装置はさらに、前記オペレータがデータを入力することを可能にするキーボードを備える、項目１に記載の装置。
（項目６）
情報を前記オペレータに提示するように適合されるディスプレイをさらに備える、項目５に記載の装置。
（項目７）
前記マーカは、前記道路上に標示材料を配置する、ノズルアレイおよび制御システムである、項目１に記載の装置。
（項目８）
前記路面標識を覆って前記ノズルアレイを位置付けるために、前記ノズルアレイおよび制御システムが搭載される、可動交差進路キャリッジをさらに備える、項目７に記載の装置。
（項目９）
前記交差進路キャリッジを所望の位置まで制御可能に移動させる、サーボ制御システムをさらに備える、項目８に記載の装置。
（項目１０）
前記ノズルアレイおよび制御システムに通知し、前記ノズルアレイおよび制御システムが前記標示材料を配置する速度を調整することを可能にする、速度検出器をさらに備える、項目７に記載の装置。
（項目１１）
所定の経路に沿った前記車両の方向、速度、および加速度を制御する、ナビゲーションおよび制御システムをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目１２）
前記コンピュータは、種類、幾何学形状、および寸法を含む、前記既存路面標識の特性を記憶する、項目１に記載の装置。
（項目１３）
前記コンピュータは、前記複製された路面標識に対して、第２の路面標識の前記所望の位置と一致する量だけ連続関数をオフセットすることによって、付加的な路面標識関数を生成する、項目１に記載の装置。
（項目１４）
オペレータの指示で、道路の表面上に塗料または別の標示材料等の標識を配置するための移動車両であって、
標識が除去される前に、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを自動的にサンプリングするためのＧＰＳベースの機械視覚ロケータであって、その地理的位置を判定するためにＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続される、ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合される、ＧＰＳアンテナを含む、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
前記道路上に下向きに焦点を合わせ、前記路面標識の画像を提供する、第１の撮像装置と、
前記車両の前の前記道路を撮像する、第２の撮像装置と、
前記オペレータがデータを入力することを可能にするように適合される、キーボードと、
（ａ）ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有するグリッドシステムを構築し、さらに、前記構築されたグリッドシステムおよびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラム、および（ｂ）データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する、曲線適合プログラムを含む、コンピュータと、
情報を前記オペレータに提示するように適合されるディスプレイと、
ＧＰＳ地理的位置を有し、前記道路上に標示材料を配置することによって、前記道路の表面上に路面標識を自動的に複製するために前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび地理的位置関数に応答する、ノズルアレイおよび制御システムと、
前記ノズルアレイおよび制御システムの前記ＧＰＳ地理的位置および前記地理的位置関数を比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記システムの前記位置を補正する、フィードバックシステムと
を備える、車両。
（項目１５）
所定の経路に沿った前記車両の方向、速度、および加速度を制御する、車両ナビゲーションおよび制御システムをさらに備える、項目１４に記載の車両。
（項目１６）
前記ＧＰＳ受信機、コンピュータ、ディスプレイ、第１の撮像装置、第２の撮像装置、ノズルアレイおよび制御システム、サーボ制御システム、速度検出器、および車両ナビゲーションおよび制御システムと双方向通信しているバスをさらに備える、項目１５に記載の車両。
（項目１７）
前記コンピュータは、オペレーティングシステム、プログラムメモリ、およびデータメモリを有する、項目１４に記載の車両。
（項目１８）
前記プログラムメモリは、
前記アンテナによって受信され、前記ＧＰＳ受信機によって復号される現在のＧＰＳ位置を、前記データメモリに記憶された以前のＧＰＳ位置と比較し、次いで、前記現在のＧＰＳ位置と前記記憶されたＧＰＳ位置との間の差を判定する、位置コンパレータプログラムと、
前記サンプリングプログラムと、
前記撮像装置からのデータを入力し、前記撮像装置からの前記画像データに一般機械視覚動作を行う、機械視覚プログラムと、
前記曲線適合プログラムと、
前記曲線適合プログラムによって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ前記第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する、曲線オフセットプログラムと
を有する、項目１７に記載の車両。
（項目１９）
道路の表面上に塗料または別の標示材料等の標識を配置するための方法であって、
移動車両上に位置付けられるＧＰＳベースの機械視覚ロケータを使用して、標識が除去される前に、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の地理的位置を自動的にサンプリングするステップと、
ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有するグリッドシステムを構築し、さらに、前記構築されたグリッドシステムおよびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングするステップと、
データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定するステップと、
ＧＰＳ地理的位置を有するマーカを使用して、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび前記地理的位置関数によって判定される位置で、前記道路の前記表面上に路面標識を標示するステップと、
前記マーカの前記ＧＰＳ地理的位置および前記地理的位置関数を比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記マーカの前記位置を補正するステップと
を含む、方法。
（項目２０）
道路に沿って除雪機を有する車両を誘導するための装置であって、
標識が雪によって覆われる前に、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを自動的にサンプリングするためのＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
（ａ）ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有するグリッドシステムを構築し、さらに、前記構築されたグリッドシステムおよびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラム、および（ｂ）データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する、曲線適合プログラムを含む、コンピュータと、
ＧＰＳ地理的位置を有し、前記道路の表面上に前記除雪機を位置付けるために前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび地理的位置関数に応答する、測位システムと、
前記測位システムの前記ＧＰＳ地理的位置および前記地理的位置関数を比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記測位システムの前記位置を補正する、フィードバックシステムと
を備える、装置。
（項目２１）
移動車両から路面標識の地理的位置を判定するための装置であって、
トリガされた路面標識画像を提供するように、前記車両の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像するためにトリガ信号に応答する、少なくとも１つの車両搭載型撮像装置と、
ＧＰＳアンテナと、
前記ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するために前記ＧＰＳアンテナに応答する、ＧＰＳ受信機と、
ＧＰＳ受信機同期画像トリガ信号を前記車両搭載型撮像装置に提供するための装置と、
前記トリガされた路面標識画像および前記ＧＰＳアンテナの前記地理的位置から、前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するための装置と
を備える、装置。
（項目２２）
ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合される、前記ＧＰＳアンテナは、前記ＧＰＳアンテナの前記地理的位置を判定するために前記ＧＰＳ信号を復号する前記ＧＰＳ受信機に接続される、項目２１に記載の装置。
（項目２３）
移動車両から路面標識の地理的位置を判定するための方法であって、
トリガ信号に応答して、少なくとも１つの撮像装置を用いて、前記車両の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像するステップと、
ＧＰＳ受信機を使用して、ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するステップと、
ＧＰＳ受信機同期画像トリガ信号を用いて前記撮像装置をトリガするステップと、
前記トリガされた路面標識画像および前記ＧＰＳアンテナの前記地理的位置から、前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するステップと
を含む、方法。
（項目２４）
前記ＧＰＳ受信機は、周期パルス信号を出力し、前記ＧＰＳ受信機同期画像トリガ信号は、同時に発生する、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
移動車両上に搭載され、前記車両の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像するように位置付けられる、少なくとも１つの撮像装置と、
前記路面標識の前記画像から前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するための機構と、
（ｉ）前記路面標識画像から路面標識特性を計算し、（ｉｉ）標準的な一式の路面標識特性に対して前記計算された路面標識特性を比較するためのコンピュータと
を備える、路面標識を点検するための装置。
（項目２６）
前記路面標識特性は、前記路面標識の幅、前記路面標識の長さ、グレースケール反射率、および充填率のうちの少なくとも１つである、項目２５に記載の装置。
（項目２７）
前記少なくとも１つの撮像装置は、
撮像装置が少なくとも１つの路面標識に焦点を合わせることができるように、前記撮像装置を整合させるための調整可能なマウントと、
前記調整可能なマウントを前記車両に除去可能に添着するために前記調整可能なマウントに添着される、少なくとも１つの磁気クランプと
を備える、マウントを使用して搭載される、項目２５に記載の装置。
（項目２８）
路面標識を点検するための方法であって、
車両上に搭載され、前記車両の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像するように位置付けられる、撮像装置を用いて、少なくとも１つの路面標識を撮像するステップと、
前記路面標識画像から前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するステップと、
前記路面標識画像から路面標識特性を計算するステップと、
標準的な一式の路面標識特性に対して前記計算された路面標識特性を比較するステップと
を含む、方法。
（項目２９）
路面標識の画像から前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するための装置であって、
ＧＰＳアンテナと、
前記ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するため、および発生時間が把握されている周期的な第１の信号を生成するためのＧＰＳ受信機と、
前記第１の信号に同期化されたトリガ信号を生成するために前記第１の信号に応答する、回路と、
前記トリガ信号に応答し、少なくとも１つの路面標識を撮像するように焦点を合わせられる、少なくとも１つの撮像装置と、
前記ＧＰＳアンテナの前記ＧＰＳ地理的位置から、ならびに前記第１の信号および前記トリガ信号の前記発生時間から、前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するためのコンピュータと
備える、装置。
（項目３０）
路面標識の画像から前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するための方法であって、
ＧＰＳ受信機を使用して、ＧＰＳアンテナのＧＰＳ地理的位置を判定するステップと、
前記ＧＰＳ受信機から、発生時間が把握されている周期的な第１の信号を生成するステップと、
少なくとも１つの路面標識を撮像するように焦点を合わせられる撮像装置をトリガするために、前記第１の信号に同期化された画像トリガ信号を生成するステップと、
コンピュータを使用して、前記ＧＰＳアンテナの前記ＧＰＳ地理的位置から、ならびに前記第１の信号および前記トリガ信号の前記発生時間から、前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するステップと
を含む、方法。
（項目３１）
道路上に標識を位置付け、配置するための装置であって、
前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを自動的にサンプリングするために、前記車両の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像するためのトリガ信号に応答する、少なくとも１つの車両搭載型ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
ＧＰＳ受信機同期画像トリガ信号を前記車両搭載型ＧＰＳベースの機械視覚ロケータに提供するための機構と、
前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定するためのコンピュータと、
前記道路上に前記既存路面標識を自動的に複製するために前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび地理的位置関数に応答する、マーカと
を備える、装置。
（項目３２）
前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータは、ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するためにＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続される、ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合される、ＧＰＳアンテナを含む、項目３１に記載の装置。
（項目３３）
前記道路上に下向きに焦点を合わせ、前記路面標識の画像を提供する、少なくとも１つの第１の撮像装置と、前記装置の前の前記道路を撮像する、少なくとも１つの第２の撮像装置とをさらに備える、項目３１に記載の装置。
（項目３４）
速度検出器と、ノズルアレイおよび制御システムとをさらに備え、前記速度検出器は、前記ノズルアレイおよび制御システムに通知し、前記ノズルアレイおよび制御システムが標示材料を配置する速度を調整することを可能にする、項目３１に記載の装置。
（項目３５）
前記コンピュータは、前記複製された路面標識に対して、第２の路面標識の所望の位置と一致する量だけ連続関数をオフセットすることによって、付加的な路面標識関数を生成する、項目３１に記載の装置。
（項目３６）
オペレータの指示で、道路上に標識をサンプリングし、位置付け、および配置するための移動車両であって、
前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを自動的にサンプリングし、（ａ）前記道路上に下向きに焦点を合わせ、路面標識の画像を提供する、少なくとも１つの撮像装置、および（ｂ）ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合され、ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するために前記ＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続される、ＧＰＳアンテナを含む、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータの前記ＧＰＳ地理的位置から前記路面標識のＧＰＳ地理的位置を判定するためのコンピュータと、
情報を前記オペレータに提示するように適合されるディスプレイと、
前記道路上に標示材料を配置することによって、前記道路上に前記既存路面標識を自動的に複製するために前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータに応答する、ノズルアレイおよび制御システムと
を備える、車両。
（項目３７）
所定の経路に沿った前記車両の方向、速度、および加速度を制御する、車両ナビゲーションおよび制御システムをさらに備える、項目３６に記載の車両。
（項目３８）
前記コンピュータは、
前記アンテナによって受信され、前記ＧＰＳ受信機によって復号される現在のＧＰＳ位置を、データメモリに記憶された以前のＧＰＳ位置と比較し、次いで、前記現在のＧＰＳ位置と前記記憶されたＧＰＳ位置との間の差を判定する、位置コンパレータプログラムと、
ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有するグリッドシステムを構築し、さらに、前記構築されたグリッドシステムおよび距離サンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラムと、
前記少なくとも１つの撮像装置からのデータを入力し、前記少なくとも１つの撮像装置からの前記画像データに一般機械視覚動作を行う、機械視覚プログラムと、
前記データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記データに適合する第１の連続数学関数を判定する、曲線適合プログラムと、
前記曲線適合プログラムによって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ前記第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する、曲線オフセットプログラムと
を有する、プログラムメモリを備える、
項目３６に記載の車両。
（項目３９）
道路上に標識を位置付け、配置するための方法であって、
トリガ信号に応答して、少なくとも１つの撮像装置を用いて、前記車両の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像することによって、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータを使用して、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の地理的位置を自動的にサンプリングするステップと、
ＧＰＳ受信機を使用して、ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するステップと、
ＧＰＳ受信機同期化画像トリガ信号を用いて前記撮像装置をトリガするステップと、
前記トリガされた路面標識画像および前記ＧＰＳアンテナの前記地理的位置から、前記路面標識の前記地理的位置を判定するステップと、
必要であれば、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータによって自動的に判定される前記地理的位置において、標示材料で前記道路を標示するステップと
を含む、方法。
（項目４０）
道路に沿って除雪機を有する車両を誘導するための装置であって、
前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを自動的にサンプリングし、（ａ）前記道路上に下向きに焦点を合わせ、前記路面標識の画像を提供する、少なくとも１つの撮像装置、および（ｂ）ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合され、ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するために前記ＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続される、ＧＰＳアンテナを含む、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定するためのコンピュータと、
前記除雪機を位置付けるために前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび地理的位置関数に応答するシステムと
を備える、装置。
（項目４１）
車両進行方向と実質的に平行である道路表面上で明白な路面標識を撮像するために、撮像装置を車両に添着するためのマウントであって、
前記道路表面と実質的に平行である、少なくとも１つの固定可能に調整可能な回転軸を含む、少なくとも１つの路面標識を撮像するように前記撮像装置を位置付けるための調整可能なマウントと、
前記調整可能なマウントを前記車両に除去可能に添着するために前記調整可能なマウントに添着される、少なくとも１つの磁気クランプと
を備える、マウント。
（項目４２）
車線内を進行する移動車両から道路車線境界標識の地理的位置を判定するための装置であって、
車両上に搭載され、前記車両の進行方向と実質的に平行であり、かつその左側にある少なくとも１つの路面標識を撮像するように整合させられる、第１の撮像装置と、
前記車両上に搭載され、前記車両の前記進行方向と実質的に平行であり、かつその右側にある少なくとも１つの路面標識を撮像するように整合させられる、第２の撮像装置と、
前記車両上に搭載されるＧＰＳアンテナと、
前記ＧＰＳアンテナの地理的位置を判定するために前記ＧＰＳアンテナに応答する、ＧＰＳ受信機と、
前記車両の地理的位置、ならびに前記車両の前記地理的位置に関する前記第１および第２の路面標識の前記地理的位置を判定するために、前記第１および第２の撮像装置ならびに前記ＧＰＳ受信機に応答する装置と
を備える、装置。
（項目４３）
遠隔位置で路面標識の特性を判定するためのシステムであって、
道路表面上で明白な少なくとも１つの実際の路面標識を含有する、画像データを生成するための少なくとも１つの撮像装置を有する、車両と、
前記車両上に搭載されるＧＰＳアンテナと、
前記ＧＰＳアンテナのＧＰＳ位置を判定するために前記ＧＰＳアンテナに応答する、ＧＰＳ受信機と、
前記路面標識のＧＰＳ位置を判定し、前記画像データをフィルタにかけて圧縮するために前記撮像装置および前記ＧＰＳ受信機に応答する装置であって、前記フィルタにかけられて圧縮された画像データは、前記路面標識の前記画像データを含有する、装置と、
前記画像データから前記路面標識特性を分析するために、前記フィルタにかけられて圧縮された画像データを前記遠隔位置へ伝達するための装置と
を備える、システム。
（項目４４）
前記フィルタにかけられた画像データは、画像の切り取られたバージョンを含む、項目４３に記載のシステム。
（項目４５）
前記画像データは、前記路面標識および未標示道路表面の少なくとも一部分を含む、前記道路表面の複数の画像を含み、前記画像は、前記路面標識、および前記路面標識を包囲する前記未標示道路表面の一部分を含むように切り取られる、項目４３に記載のシステム。
（項目４６）
前記画像データは、少なくとも１つのピクセル強度値を含み、前記フィルタにかけられた画像データは、所定の値と比較した前記ピクセル強度値を含む、項目４３に記載のシステム。
（項目４７）
無線送受信機と、前記遠隔位置から着信電波を受信し、前記遠隔位置へ発信電波を伝送するように適合される、無線アンテナとをさらに備える、項目４３に記載のシステム。
（項目４８）
前記遠隔位置は、無線送受信機アンテナ、無線送受信機、双方向通信バス、コンピュータ、およびディスプレイを備える、遠隔リポジトリおよび処理設備である、項目４３に記載のシステム。
（項目４９）
前記遠隔リポジトリおよび処理設備は、逆圧縮プログラムと、逆フィルタリングプログラムとを備える、項目４８に記載のシステム。
（項目５０）
ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合される、ＧＰＳアンテナは、前記ＧＰＳアンテナの前記ＧＰＳ位置を判定するために前記ＧＰＳ信号を復号する前記ＧＰＳ受信機に接続される、項目４３に記載のシステム。
（項目５１）
速度検出器をさらに備える、項目４３に記載のシステム。
（項目５２）
所定の経路に沿った前記車両の方向、速度、および加速度を制御する、車両ナビゲーションおよび制御システムをさらに備える、項目４３に記載のシステム。
（項目５３）
前記少なくとも１つの撮像装置は、第１の撮像装置と、第２の撮像装置とを備え、前記第１の撮像装置は、前記車両上に搭載され、前記車両の進行方向と実質的に平行であり、かつその左側にある少なくとも１つの路面標識を撮像するように整合させられ、前記第２の撮像装置は、前記車両上に搭載され、前記車両の進行方向と実質的に平行であり、かつその右側にある少なくとも１つの路面標識を撮像するように整合させられる、項目４３に記載のシステム。
（項目５４）
前記道路表面と実質的に平行である、少なくとも１つの固定可能に調整可能な回転軸を含む、少なくとも１つの路面標識を撮像するように少なくとも１つの前記撮像装置を位置付けるための調整可能なマウントと、
前記調整可能なマウントを前記車両に除去可能に添着するために前記調整可能なマウントに添着される、少なくとも１つの磁気クランプと
を備える、前記少なくとも１つの撮像装置を前記車両に添着するためのマウントをさらに備える、
項目４３に記載のシステム。
（項目５５）
遠隔位置における路面標識の特性を判定するための方法であって、
移動車両搭載型撮像装置から、道路表面上で明白な実際の路面標識の道路画像データを生成するステップと、
前記道路画像データから前記路面標識のＧＰＳ位置を判定するステップと、
前記道路画像データをフィルタにかけて圧縮するステップであって、前記フィルタにかけられて圧縮された画像データは、前記路面標識画像を含有する、ステップと、
前記フィルタにかけられて圧縮された路面標識画像データから前記路面標識の前記特性を分析するために、前記フィルタにかけられて圧縮された画像データを前記遠隔位置へ伝達するステップと
を含む、方法。
（項目５６）
前記フィルタにかけるステップは、前記画像データの画像を切り取るステップを含む、項目５５に記載の方法。
（項目５７）
前記フィルタにかけるステップは、画像閾値化を含む、項目５５に記載の方法。
（項目５８）
前記圧縮ステップは、無損失画像圧縮アルゴリズムを含む、項目５５に記載の方法。
（項目５９）
前記圧縮ステップは、２段階可搬性ネットワークグラフィックス圧縮を含む、項目５５に記載の方法。
（項目６０）
前記遠隔位置において、元の道路画像データを復元するように、前記圧縮された画像データおよび前記フィルタにかけられた画像データを逆転させるステップをさらに含む、項目５５に記載の方法。
（項目６１）
暗号化された画像データを形成するように、前記フィルタにかけられて圧縮された画像を暗号化するステップをさらに含む、項目５５に記載の方法。
（項目６２）
前記遠隔位置において、前記暗号化された画像データを解読し、前記フィルタにかけられた画像を復元するように前記圧縮された画像データを逆転させ、前記元の道路画像データを復元するように前記フィルタにかけられた画像データを逆転させるステップをさらに含む、項目６１に記載の方法。

本発明は、添付図面と関連して熟読されるときに、以下の発明を実施するための形態から最も良く理解される。一般的な実装によると、図面の種々の特徴は一定の縮小ではないことが強調される。反対に、種々の特徴の寸法は、恣意的に拡張されるか、または明確にするために縮小されている。図面には、以下の図が含まれる。
図１は、本発明による装置を装着し、道路に沿って移動する車両の平面図である。図２は、本発明による装置を装着し、装置の付加的な構成要素を図示する車両の側面図である。図３は、本発明による装置の好ましい実施形態の構成要素を図示する略ブロック図である。図３ａは、可動キャリッジの移動を制御するためのフィードバックシステムの略図である。図４は、図３に示される装置の好ましい実施形態のコンピュータの構成要素を図示する略ブロック図である。図４ａおよび４ｂは、装置の動作フローチャートを図示する。図４ａおよび４ｂは、装置の動作フローチャートを図示する。図５は、図３に示される装置の好ましい実施形態のディスプレイの構成要素を図示する略ブロック図である。図６は、本発明の一実施形態を有し、路面標識によって画定される道路車線に沿って移動する車両の上面図である。図７は、ＧＰＳアンテナおよび側面搭載型撮像装置の配置を図示する、図６に示される車両の正面図である。図８は、路面標識を撮像するように位置付けられた第１の撮像装置の詳細側面図である。図９ａは、調整可能な撮像装置マウントの正面図である。図９ｂは、図９ａに示される調整可能な撮像装置マウントの側面図である。図９ｃは、調整可能な撮像装置マウントを車両の屋根に添着するために使用されたＬ字形ブラケットの斜視図である。図１０は、撮像装置マウントを車両の側面に添着するための磁気クランプの側面図である。図１１は、本発明の一実施形態のブロック図である。図１２は、周期的なＧＰＳ受信機タイミングパルスを図示するタイミング図である。図１３は、位相ロックループフィードバック信号経路に挿入されたプログラム可能な除算器を有する位相ロックループのブロック図である。図１４は、周期的なＧＰＳ受信機タイミングパルスおよび同期化回路出力を図示するタイミング図である。図１５は、コンピュータオペレーティングシステム、プログラムメモリ、およびデータメモリを含む、本発明で使用されるコンピュータを図示するブロック図である。図１６は、ＧＰＳ受信機の待ち時間を示すタイミング図である。図１７は、機械視覚および点検プログラムのデータ入力およびデータ出力を示す略ブロック図である。図１８ａは、１００％面積充填を有する路面標識の画像である。図１８ｂは、１００％未満の面積充填を有する路面標識の画像である。図１９は、２つの標識に対する車両位置を表す矢印を伴う、道路中心および縁標識の画像を示すコンピュータディスプレイを図示する。図２０は、連続路面標識要素を有する、第１の位置の道路領域の左または右側画像の実施例である。図２１は、図６に示される車両の上面図であるが、車両進行方向へ第１の位置から縦方向に変位させられた第２の位置にある。図２２は、ＧＰＳアンテナおよび側面搭載型撮像装置の配置を図示する、図２１の車両の斜視正面図である。図２３は、不連続路面標識要素の画像を図示する、第２の位置の道路領域の左または右側画像である。図２４ａは、１つの路面標識区画の終了および次の路面標識区画の開始を示す、別の道路領域の左または右側画像である。図２４ｂは、路面標識区画を有さない別の道路領域の画像である。図２５は、本発明の１つの好ましい実施形態による、移動車両の中に提供された、または移動車両に添着された構成要素のブロック図である。図２６は、同期化および補間、画像フィルタリング、機械視覚、点検、ならびに画像圧縮および暗号化プログラムを含む、プログラムメモリソフトウェアプログラムを有するコンピュータメモリのブロック図である。図２７は、それらのそれぞれのデータブロックとともに、画像フィルタリング、画像圧縮、および画像暗号化プログラムを示すフローチャート図である。図２８は、元の道路画像の上に重ねられた、切り取られた道路画像の図である。図２９は、遠隔リポジトリおよび処理設備で提供された構成要素のブロック図である。図３０は、画像解読プログラム、画像逆圧縮プログラム、画像逆フィルタプログラム、画像繋ぎ合わせプログラム、ならびに遠隔リポジトリおよび処理設備の点検プログラムを含む、プログラムメモリソフトウェアプログラムを有するコンピュータメモリのブロック図である。図３１は、遠隔リポジトリおよび処理設備のそれらのそれぞれのデータブロックとともに、画像解読、画像逆圧縮、および画像逆フィルタリングプログラムを示すフローチャート図である。図３２は、遠隔リポジトリ処理設備のそれらのそれぞれのデータブロックとともに、機械視覚プログラムおよび点検プログラムを示すフローチャート図である。図３３ａは、切り取られた道路画像の時系列を示す略図である。図３３ｂは、画像繋ぎ合わせプログラムから生成された再作成路面標識および標識経路を示す略図である。

本発明は、道路車線境界線を塗装するか、または別様に標示するために使用されるＧＰＳベースのシステム、路面標識の地理的位置および条件を判定するための車両搭載型位置決めおよび点検システム、ならびに路面標識位置および点検データを取得して遠隔で分析するための装置、システム、および方法を提供する。ここで、類似参照番号が、図面を含む種々の図の全体を通して類似要素を指す、図面を参照すると、図１は、道路２の表面に適用された線３の付近で車道または道路２の上に位置する、移動または自走式車両１を示す。また、道路縁境界線４も示されている。本書で使用される「車両」という用語は、乗客あるいは装置を輸送するための任意の運搬、電動式デバイス、または機械的機器の移動部品を含む、その最も広い意味が与えられる。車両１の最も具体的な好ましい実施例は、自動車、バン、トラック、除雪機、建設機器、および路面標識機械である。「車道」および「道路」という用語は、任意の車道、高速道路、街路、並木道、路地、大通り、橋、高架橋、構脚橋、または同等物、および車両進行のために設計または通常使用されるそれら（公道および私道ならびに駐車場を含む）へのアプローチを含むために、本明細書で同義的に使用される。

（路面標識）
一実施形態によると、本発明は、表面改良された道路２上に標識を配置するための装置を提供する。本装置は、表面改良前に、道路２上で明白な既存路面標識の離散地理的位置データをサンプリングするためのＧＰＳベースのロケータと、サンプリングされた地理的位置データに適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定するためのコンピュータ２７と、表面改良された道路２上に既存路面標識を自動的に複製するためにＧＰＳベースのロケータおよび地理的位置関数に応答するマーカとを含む。

図２で図示されるように、車両１は、いくつかの構成要素を装着している。図２では、ＧＰＳアンテナ１５、コンピュータ２７、第１の撮像装置５３、第２の撮像装置５４、ノズルアレイおよび制御システム６２、および可動交差進路キャリッジ６７が具体的に図示されている。図１は、車両１が任意の数の第２の撮像装置５４を装着していてもよいことを示す（３つが示されている）。

図３は、本発明による装置の好ましい実施形態の構成要素を図示する略ブロック図５である。好ましい実施形態は、ＧＰＳアンテナ１５と、ＧＰＳ受信機２２と、コンピュータ２７と、視覚ディスプレイ３２と、キーボード３５と、第１の撮像装置５３と、第２の撮像装置５４と、ノズルアレイおよび制御システム６２と、可動交差進路キャリッジ６７と、サーボ制御システム７２と、速度検出器７９と、車両ナビゲーションおよび制御システム８０とを含む、いくつかの構成要素およびシステムを備える。可動交差進路キャリッジ６７を除く構成要素およびシステムの全ては、電気的に相互接続され、例えば、バス５２を介して、相互と通信している。

ＧＰＳアンテナ１５は、ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイ（図示せず）を起源とするＧＰＳ電波信号１０を受信する。「シュードライト」は、一般的に衛星の領域中で機能を果たす衛星ではないものを指すために使用される、「疑似衛星」という用語の短縮である。シュードライトは、典型的には、局所的な地上ベースのＧＰＳ代替物を作成するために使用される、小型送受信機である。各送受信機の信号の範囲は、ユニットに利用可能な電力に依存する。ＧＰＳから独立して、各自の測位システムを展開できることは、通常のＧＰＳ信号が（例えば、軍事紛争に対して）遮断または妨害されるかのいずれかである、または単純に利用可能ではない状況で有用であり得る。

ＧＰＳアンテナ１５は、その地理的位置を判定するためにＧＰＳ信号１０を復号する、ＧＰＳ受信機２２の入力に接続される。受信機２２はさらに、バス５２に電気的に接続され、バス５２に接続された他の構成要素およびシステムと双方向通信している。ノズルアレイおよび制御システム６２の実際の地理的位置が、復号されたＧＰＳ信号１０によって判定されるように、アンテナ１５からのＧＰＳ地理的位置は、アンテナ１５からのノズルアレイおよび制御システム６２の任意の物理的分離に対処するように調整される。

コンピュータ２７は、図４に示されるように、データおよびプログラムメモリを有する従来のコンピュータである。オペレーティングシステム（ＯＳ）ソフトウェア２３０は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ製のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）７、Ｕｎｉｘ（登録商標）系ＯＳ、またはＡｐｐｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒＯＳＸＬｉｏｎオペレーティングシステム等の従来のオペレーティングシステムである。コンピュータ２７はまた、オペレーティングシステム２３０によって必要とされるメモリに加えて、プログラムメモリ２４０およびデータメモリ３００も有する。コンピュータ２７はさらに、正確な時間間隔を計算するためのリアルタイム時間基準を有する（図示せず）。

プログラムメモリ２４０は、位置コンパレータプログラム２５０と、サンプリングプログラム２６０と、機械視覚プログラム２７０と、曲線適合プログラム２８０と、曲線オフセットプログラム２９０とを備える。位置コンパレータプログラム２５０は、アンテナ１５によって受信され、ＧＰＳ受信機２２によって復号される、現在の調整されたＧＰＳ位置を、（種類、幾何学形状、および寸法を含む、既存路面標識の特性を伴って）データメモリ３００に記憶された以前のＧＰＳ位置と比較する。次いで、位置コンパレータプログラム２５０は、現在の調整されたＧＰＳ位置と記憶されたＧＰＳ位置との間の差を判定する。

サンプリングプログラム２６０は、ＧＰＳ参照位置を受信し、参照位置で画定される原点を有する直交デカルト（または他の従来の）座標系（グリッドシステム）１６（図２参照）を構築し、さらに、構築されたグリッドシステムおよび距離サンプリング間隔に基づいて、既存路面標識の地理的位置をサンプリングする。機械視覚プログラム２７０は、撮像装置５３および５４からのデータを入力し、撮像装置５３および５４からの画像データに縁検出、幾何学的計算、および他の一般機械視覚動作を行う。

曲線適合プログラム２８０は、データメモリ３００に記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、離散ＧＰＳ座標データに適合する第１の連続数学関数を判定する。曲線オフセットプログラム２９０は、曲線適合プログラム２８０によって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する。例えば、第１の関数は、車道２上の中心標識線３を表してもよい。道路縁標識線４を画定する第２の関数は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよく、または第１の関数は、道路縁標識線４を表してもよく、中心標識線３は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよい。

したがって、本発明はさらに、コンピュータ実装プロセスおよびそのようなプロセスを実践するための装置の形態で具現化することができ、例えば、コンピュータプログラムコードがコンピュータ２７にロードされ、それによって実行されたときに、コンピュータ２７が本発明を実践するための装置になるように、フロッピー（登録商標）ディスケット、固定（ハード）ドライブ、ＣＤＲＯＭ、磁気テープ、固定／集積回路デバイス、または任意の他のコンピュータ可読記憶媒体等の有形媒体で具現化される、コンピュータプログラムコードの形態で具現化することができる。プログラムはまた、キャリアが有形媒体または伝送搬送波であり得る、キャリアで具現化されてもよい。

ディスプレイ３２は、情報をオペレータに提示するように適合される、従来またはヘッドアップコンピュータディスプレイである。ディスプレイ３２は、オペレータがＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）系オペレーティングシステムを使用して閲覧し得るような１つ以上のウィンドウを表示することが可能である。好ましくは、ディスプレイ３２は、図５に示されるように、左ウィンドウ４００および右ウィンドウ４５０を含有する。左ウィンドウ４００は、第１の撮像装置５３からの画像を表示する。左ウィンドウ４００内には、交差進行バー４２０、車両１の後部に近接して位置する第１の撮像装置５３によって撮像された黄色い長方形の路面標識４４０、および矢印４３０によって提示されたノズルアレイおよび制御システム６２の位置が表示される。ディスプレイ３２の右ウィンドウ４５０は、車両１の前の路面標識経路４７０を撮像する第２の撮像装置５４からの画像を描写する。また、右ウィンドウ４５０内には、赤色整合ボックス４６０も表示される。

キーボード３５は、従来のコンピュータキーボードと同様に、オペレータが手動でデータを入力することを可能にする。キーボード３５は、バス５２に接続される。代替として、キーボード３５は、コンピュータ２７に直接接続されてもよい。

第１の撮像装置５３は、車両１に固定して取り付けられてもよい。図２で図示されるように、第１の撮像装置５３は、その視野が可動交差進路キャリッジ６７の下の道路表面全体を含むように、車道２の表面上に下向きに焦点を合わせている。第２の撮像装置５４もまた、車両１に固定して取り付けられ、図１および２で図示されるように、路面標識の鮮明な画像が可視的であるように、車両１の前の道路表面を撮像するように焦点を合わせている。

ノズルアレイおよび制御システム６２は、可動交差進路キャリッジ６７上に搭載される。１つ以上のノズルジェットが、塗料（または任意の他の好適な標示材料）の１本以上の線を噴霧する（または別様に配置あるいは送達する）ためにノズルアレイおよび制御システム６２に組み込まれてもよい。塗料は、同一または異なる色であってもよい。塗料だけの代わりに、ガラスビーズ等の他の材料が、塗料とともに車道２の表面上に噴霧されてもよい。加えて、ノズルアレイおよび制御システム６２は、速度検出器７９によって判定されるような車両１の速度に応答し、車両１の速度にかかわらず、同一の塗料厚を維持するように、車両１の速度に依存する塗料の分注速度を調整する。ノズルアレイおよび制御システム６２は、個々のジェットのＧＰＳ座標が判定されるように、個々のジェットの位置のオフセットを補償する。

可動交差進路キャリッジ６７は、（必ずではないが）（図１に示されるような）後部上に、または車両１の（図２に示されるような）後方の運転席側に搭載されてもよい。可動交差進路キャリッジ６７は、路面標識線を覆ってノズルアレイを位置付けるように横方向に移動する。車両１上に搭載される油圧または電気アクチュエータが、路面標識線を覆って可動交差進路キャリッジ６７を位置付けるために使用される。

サーボ制御システム７２は、バス５２上に配置される制御信号に応答し、機械視覚プログラム２７０に応答する。サーボ制御システム７２は、油圧または電気アクチュエータを制御する。したがって、サーボ制御システム７２は、可動交差進路キャリッジ６７を所望の交差進路位置まで制御可能に移動させる。

速度検出器７９は、車両１の速度を判定する。車両速度は、電子速度計等の従来の機構によって判定されてもよい。

車両ナビゲーションシステム８０は、所定の経路に沿った車両１の方向、速度、および加速度を制御するための従来の自動化システムである。本書で使用されるように、「所定の」とは、何らかの事象より前に、所定の特性が判定されなければならない、すなわち、選択されるか、または少なくとも把握されなければならないように、事前に判定されることを意味する。ナビゲーションシステム８０は、人間の介入を伴わずに経路に沿った車両１の移動を完全に制御するために必要なハードウェアおよびソフトウェアの両方を含む。上記で説明される装置は、道路車線境界線を塗装するか、または別様に「標示する」ために使用される、ＧＰＳベースのシステムを形成する。

動作中に、本発明による装置は、以下のように使用することができる。車両１のオペレータは、最初に、所望の路面標識の開始時に、および標識経路を記録するための進行方向に車両１を位置付ける。第１の撮像装置５３は、完全な可動交差進路キャリッジ６７の進行距離の下の車道２の表面を撮像し、オペレータは、路面標識の画像がディスプレイ３２の左ウィンドウ４００内に現れるように車両１を位置付ける。機械視覚プログラム２７０は、路面標識を認識し、交差進行キャリッジ６７を標識中心に整合させるために必要な交差進行の量を判定する。次いで、取り付けられたノズルアレイおよび制御システム６２を有する可動交差進路キャリッジ６７を移動させて標識の中心に整合させるように、制御信号が、機械視覚プログラム２７０からサーボ制御システム７２に送信される。整合は、撮像された路面標識４４０を中心とする赤色矢印４３０として表示される。撮像された標識が、交差進行バー４２０に対する整合させられた赤色矢印とともに、図５に示されている。交差進行バー４２０は、可動交差進路キャリッジ６７の最大交差進行距離の視覚的指標をオペレータに与える。

次いで、オペレータは、キーボード３５を使用することによって、位置サンプリング間隔を入力し、次いで、それは、コンピュータ２７によってサンプリングプログラム２６０に送信される。次いで、オペレータは、標識の地理的位置および特性を記録するプロセスを開始する、キーボード３５上の「記録開始」キーを押下する。参照位置は、「記録開始」キーが押下されたときに、（アンテナ１５の任意の位置オフセットについて補正される）整合させられた可動交差進路キャリッジ６７の地理的位置として判定される。路面標識は、実線または破線、単一または二重線、あるいはそれらの任意の組み合わせであってもよい。例えば、路面標識は、一方向への通過が許可されるが、反対方向への通過が許可されないことを示す従来の路面標識等の、実線および実線にごく接近している平行破線から成ってもよい。

いったん記録開始キーが押下されると、コンピュータ２７は、速度検出器７９からの車両速度データを入力し始める。次いで、オペレータは、路面標識経路４７０の方向に車両１を移動させ始め、路面標識経路４７０と一致する車両経路を維持することに役立てるために、ディスプレイ３２の右ウィンドウ４５０を使用する（中間後方搭載型交差進路キャリッジ６７について示される、図１参照）。オペレータは、路面標識経路４７０が赤色整合ボックス４６０内で維持されるように車両１を操縦する。赤色整合ボックス４６０内で車両１を維持することは、サーボ制御システム７２が、機械視覚プログラム２７０とともに、路面標識経路４７０に沿った可動交差進路キャリッジ６７の交差進行バー４２０によって示される交差進行制限内に可動交差進路キャリッジ６７を位置付けることができるであろうことを確実にする。

標識の地理的位置データは、サンプリングプログラム２６０およびデカルト座標系（図２に示される直交ｘ、ｙ、およびｚ軸を参照）を使用して、連続的にサンプリングされ、コンピュータ２７のデータメモリ３００に記憶される。地理的位置サンプリングは、デカルト座標系軸のうちの１つに沿ってオペレータによって以前に画定された距離間隔で起こる。路面標識経路４７０の地理的位置のサンプリングは、車両１が、ＧＰＳ受信機２２およびデカルト座標系からの復号されたＧＰＳ位置データを使用してサンプリングプログラム２６０によって計算される、サンプリング間隔を進行したときに起こる。代替として、サンプリング距離は、速度検出器７９およびコンピュータ２７の時間基準を使用して計算することができる。

車両１が標識を通り過ぎると、コンピュータ２７は、機械視覚プログラム２７０、ならびに速度検出器７９およびコンピュータ２７の時間基準から導出された車両１の速度を使用することによって、標識の長さ、幅、色、および線（単一、二重）の数を判定する。標識の特性はまた、データメモリ３００内に記憶される。車両１が路面標識経路４７０を横断するにつれて、標識特性が相互に変化する場合、機械視覚プログラム２７０は、標識特性の変化を認識し、新しい標識特性とともに変化の地理的位置を記憶する。例えば、破線標識は、実線標識に変化してもよく、二重線標識は、単一破線標識に変化してもよい。標識特性の変化の地理的位置は、サンプリングされた標識経路とともに記録される。

路面標識経路４７０の終了時に、オペレータは、標識地理的位置および標識特性をサンプリングして記憶するプロセスを終了する、キーボード３５の「記録停止」キーを押下する。加えて、記録停止キーを押下すると、曲線適合プログラム２８０は、サンプリングプログラム２６０によって判定されるデカルト座標系を使用する、標識経路間隔を覆う曲線適合アルゴリズムを使用して、連続標識経路関数を判定する。ここで、元の標識経路は、開始位置およびデカルト座標系のグリッドパターンに参照された連続関数として画定される。

ここで、道路は、再舗装される準備ができている。再舗装するプロセスは、古い路面標識の全ての残余物を完全に覆う。代替として、古い路面標識は、ワイヤブラシ仕上げによって、研磨によって、水噴流または噴出によって、または何らかの他の従来の機構によって等、物理的機構によって除去される。

同一の位置で路面標識を再確立または複製するために、位置コンパレータプログラム２５０は、（位置オフセット補正を伴うノズルアレイおよび制御システム６２とともに）可動交差進路キャリッジ６７の現在のＧＰＳ位置を、データメモリ３００に以前に記憶された参照位置と比較する。次いで、位置コンパレータプログラム２５０はさらに、参照位置にごく接近して可動交差進路キャリッジ６７の赤色矢印を位置付ける際にオペレータを支援するために、ディスプレイ３２の左ウィンドウ４００内で位置の指示を車両１のオペレータに表示する。

いったん車両１が参照位置にほぼ位置付けられると、機械視覚プログラム２７０は、データメモリ３００に以前に記憶された元の標識をディスプレイ３２の左ウィンドウ４００の中へ表示し、参照位置と整合するよう交差進行キャリッジ６７を移動させるようにサーボ制御システム７２に命令する。加えて、ここで、ディスプレイ３２の右ウィンドウ４５０は、以前に判定された標識経路の連続関数によって求められる所望の位置への交差進路キャリッジ６７の整合を維持する際にオペレータを支援するように、赤色整合ボックス４６０とともにオペレータが辿るための元の標識経路を表示する。

交差進路キャリッジ６７が参照位置と整合させられた後、オペレータは、キーボード３５上の「再塗装開始」キーを押下し、（実際の標識とともに）ディスプレイ３２の右ウィンドウ４５０内に表示される路面標識経路４７０に沿って車両１を移動させ始める。ここで、表示された路面標識経路４７０は、標識経路の連続関数から導出される。

車両１が移動するにつれて、位置コンパレータプログラム２５０は、交差進路キャリッジ６７の位置を、連続関数によって画定される路面標識経路４７０と比較し、実際の交差進路キャリッジ６７の地理的位置と連続関数標識経路の地理的位置との間の差を表す誤差信号を生成する。この誤差信号は、交差進路キャリッジ６７を連続関数によって画定される路面標識経路４７０上に戻すために、サーボ制御システム７２によって使用される。このフィードバックシステムは、図３ａでさらに図示されている。車両１が連続関数によって画定される路面標識経路４７０に沿って移動するにつれて、以前に記憶された標識位置および特性データは、交差進路キャリッジ６７の現在の（位置補正された）ＧＰＳ位置と比較され、それぞれの標識は、ノズルアレイおよび制御システム６２によって車道２の表面上に複製される。主要プロセスを要約する動作フローチャートが、図４ａおよび４ｂで図示されている。

車両１の速度に応じて、ノズルアレイおよび制御システム６２は、所望の塗装厚を維持するように、速度検出器７９から導出される車両１の速度に応答して塗料の適切な量を分注する。例えば、低速移動車両１は、塗装厚の一貫性を維持するためにより速い速度で塗料を分注することを必要とするであろう高速移動車両１より遅い速度で、塗料を分注するであろう。

本発明の好ましい実施形態による、上記で説明される装置および方法は、ＧＰＳまたはシュードライト技術を使用して既存の路面標識をサンプリングする能力をオペレータに与える。路面標識のサンプリングは、通常の交通流に最小限の影響を及ぼすであろうサンプリング車両速度で、地理的測位システムの取得速度に応じて達成され得る、離散地理的地点を必要とする。

本装置および方法は、サンプリングされたデータ点から標識経路を表す連続関数を生成するために、従来の曲線適合技法を使用し、一貫して平滑な曲線を生じる。そのような曲線適合技法は、波形または「まとめられた」外観を有する傾向がある、線形線分の接合とは異なる。１つだけの路面標識（例えば、標識の中心線）の曲線適合が必要とされ、任意の付加的な路面標識（例えば、道路縁境界線４）は、第２の標識経路の所望の相対位置と一致する量だけ第１の連続標識経路から導出される連続関数をオフセットすることによって、得られてもよい。例えば、中心に画定された機能的標識経路を使用して側方路面標識を画定することは、所望の距離（典型的には車線の幅）だけ元の機能的標識経路をオフセットするという単純な数学演算のみを必要とする。この技法は、中心標識に関する側方標識の正確な平行配列を保証する。

加えて、既存路面標識の実際のサンプリングは、道路２の再舗装が完成した後に、新しい再塗装された標識が、道路２上の以前の標識と正確に同一の位置に配置されるであろうことを確実にする。表面を塗装するために描画パターンを地理的座標に変換する既知のシステムについては、実際の描画されたパターンが実際の現場要件に適合しない場合に、問題が現場で生じる。例えば、随時、岩石層または他の障害物の結果として道路が変化させられなければならない。さらに、道路の位置は、特定の領域内の商業または宅地開発に適応するように、頻繁に変化させられる。所定の描画パターンは、残念ながら、現場に誘導された変化の結果としての車道位置の変化の現実を反映しない。したがって、描画パターンを使用する任意のシステムは、実際の車道位置を反映しない場合があり、したがって、道路２を正確に標示しない場合がある。本発明の好ましい実施形態による装置および方法は、これらの問題を回避する。

既知のシステムと比べた別の改良は、元の路面標識が種類（色、破線、連続、またはその他）および幾何学的寸法（長さ、幅、および同等物）に従って特徴付けられることである。これは、標識経路のための正確な標識シーケンスを維持するために重要な考慮事項である。例えば、標識経路の一部分は、破線の黄色標識を有してもよく、標識経路の別の部分は、連続的な白色標識を有してもよい。この情報は、正しい色を選択的に選択するため、また、元の標識が正確に再現され得るように、噴霧幅および分注サイクルを制御するためにも使用される。
本発明の好ましい実施形態による、表面改良された道路２の上に標識を配置（塗装）するための装置および方法は、既知の技術と比べて多数の付加的な利点を達成する。これらの利点のうちには、以下がある。
１．ＧＰＳ技術を使用して、既存路面標識の座標を地理的にサンプリングする。
２．標識サンプルから標識経路を判定するように連続関数を計算する。
３．以前の標識パターンに応じて、路面標識パターンを自動的に複製し、再塗装する。
４．車両１の速度から独立した、連続線または破線等の路面標識パターンを正確に堆積させる。
５．標識経路上で自動および半自動車両整合および／または移動を提供する。
６．既存標識の幾何学的特性を自動的に判定する。
７．車両速度に応答して、材料噴霧分注速度を協調させる。
８．車両交通および天候から作業者を完全に保護する。
９．既存の路面標識の地理的座標を判定するため、および標識を再塗装するための両方に１人だけのオペレータが必要とされるため、労働力要件を低減させる。
１０．標識サンプルおよび幾何学的特性をパターンに変換する。
１１．サンプリングされた標識経路から数学的にオフセットすることができる他の路面標識を再塗装するように、位置のオフセットを自動的に追加する。
１２．平滑で連続的な標識経路を提供する。

本発明の好ましい実施形態による、表面改良された道路２の上に標識を配置するための装置および方法は、既存の路面標識の地理的位置をサンプリングするためにＧＰＳベースの位置システムを示す。既知の特許の多くが、車両の位置を判定するためにＧＰＳを位置情報に使用するが、本発明の装置および方法は、既存の路面標識の地理的位置を判定するために単独でＧＰＳを使用する。再舗装または表面改良する前に路面標識を判定することの利点は、（１）標識の正確な位置を判定すること、および（２）この情報から、標識経路の連続幾何学係数を形成するために数学モデルを使用することを含む。ＧＰＳベースの位置システムは、任意のＧＰＳシュードライトまたはＧＰＳ様自己較正シュードライトアレイシステムを含み、いずれか１つのＧＰＳ技術に制限されない。

地理的サンプリングは、標識経路に沿った離散地理的データを必要とする。連続地理的経路は必要とされない。本発明の装置を装備した車両１は、現在の交通流に関して適度な速度で進行することができるであろう、そして離散点において標識経路に沿って路面標識をサンプリングする必要しかないであろう。

本発明の装置は、実際の標識経路を表す平滑に変化する関数を提供する、連続数学関数を判定するために、路面標識のサンプリングされた位置を使用する。Ｍａｎｎｉｎｇの特許は、描画パターンの設計者が路面標識の２つの点の間の線形補間を使用することができ、次いで、比較的長い連続塗装線を作製するように、これらの個々の線分を接合することができ、または設計者が描画パターン内の独立変数として既知の地理的位置座標を使用した既存方程式を使用してもよいことを開示するが、実際のサンプリングされた路面標識位置に基づいて「最良適合」連続地理的位置方程式を判定する、数学的計算は開示されていない。本発明の装置は、「最良適合」方程式を計算する。

本装置はまた、以前の標識の種類に応じて、路面標識を自動的に再塗装する。標識の種類および寸法特性は、塗料分注ユニットを制御するために、判定された車両速度と組み合わせて使用される。したがって、ユニットは、再舗装または圧延された道路表面上に前の既存の標識を正確かつ均一に再塗装する。

本装置は、経路上で自動および半自動車両整合および移動を提供する。車両ナビゲーションシステム（「自動操縦」）は、路面標識経路４７０上で車両１を維持する。所望の標識位置は、古い標識からのサンプリングされた地理的位置を使用して、数学的に判定される。次いで、実際の標識位置と所望の標識位置との間で比較が行われる。誤差信号が、車両１の位置を補正するために自動操縦によって使用される、この差に基づいて判定される。

路面標識経路４７０に関する車両１の位置の視覚的指標も提供される。ディスプレイ３２は、車両１の運転者が所望の路面標識経路４７０上で車両１の位置を操縦して維持するのに役立つ。ディスプレイ３２は、好ましくは、以前にサンプリングされた標識経路によって計算されるような車両１の実際の標識経路を図示し、したがって、従来のガイド車輪およびガイド車輪支持ブラケット、または他の支援ポインタデバイスは必要とされない。路面標識経路に関する車両１の位置の視覚的指標もまた、道路上で適正な位置を維持するように除雪機の運転者を支援することができる。

路面標識経路４７０の地理的位置を判定するためのサンプリング処理中に、本装置はまた、路面標識の種類および寸法特性（例えば、長さおよび幅、ならびに適切であれば標識間の間隔距離）を自動的に判定する。例えば、標識は、破線シーケンスであってもよく、または実線であってもよい。標識が破線である場合、本装置は、破線間の間隔を判定することが可能である。したがって、本発明の装置は、既存の路面標識特性を自動的に判定する。

材料噴霧分注速度は、車両速度に応答する。本装置のこの特徴は、車道２の上に一貫した均一な量の塗料を堆積させることに向けて重要である。分注速度が一定に保たれる場合、車両１の速度に応じて、異なる量の塗料を車道２の上に堆積させることができる。例えば、低速移動車両１は、一定の分注速度で、より高速の移動車両１より多くの量の塗料を堆積させるであろう。

既知のデバイスのように、本発明の装置は、塗料分注器または車両１が辿るための所定の経路、マップ、または画像を使用する。しかしながら、装置と既知のデバイスとの間の有意差は、どのようにして所定の経路が得られるかである。本装置は、表面を塗装または標示する前に表面のデジタル画像を作成する。原画像がスキャンされ（画像がマップされ）、次いで、強化バージョンが元の原画像を覆って再印刷される。本装置はまた、元の標識経路のサンプリングされた地理的データを使用して、所定の経路を数学的にモデル化する。サンプリングされたデータは、ＧＰＳを使用して得られる。

本装置はまた、車道２の上に標識を配置する（塗装する、または堆積させる、または適用する）ために任意の従来の塗料（または他の材料）も使用する。材料は修正される必要がない。いくつかの従来のデバイスは、機能するためにマーカ材料を修正する。例えば、米国特許第４，２１９，０９２号は、マーカ材料として放射性塗料を使用することを開示する。次いで、塗料の放射性放出が、車両によって特異的に検出され、所定の経路に沿って車両を誘導するために使用される。当然ながら、材料が修正される必要がないことは、本発明による装置の利点である。

他の従来のデバイスは、アプリケーション描画プログラムから生成される描画パターンを、ＧＰＳ技術を使用して表面上に堆積させられるために好適な形態で地理的に画定された画像に変換する。さらに他の従来のデバイスは、多角形を描画して、農業または他の用途のための目的とする地理的領域を画定するために描画ツールを使用する。本発明による装置は、描画パターンを必要とせず、実際に、他の目的で実際の標識経路を作成することができる。

これらの他の好適な目的のうちの１つは、元の連続標識経路から導出される別の平行経路の作成である。本装置は、サンプリングされた元の路面標識から導出された、計算された連続標識経路から変位させられる平行経路を計算する。例えば、道路の中心線等の計算された連続標識経路を有すると、中心線と平行する別の標識経路を計算するために、位置のオフセットを使用することができる。この第２の標識経路は、道路脇標識線であり得る。本装置の利点は、１つだけの路面標識が必要とされることである。

本発明の装置および方法のための潜在的な用途は、数が多く、かつ様々である。主要な用途は、当然ながら、道路上の境界線標識の再塗装である。関連用途は、車両、徒歩、または他の交通のために設計された、高速道路、駐車場、滑走路、通路、または歩道構造上の交換用標識の堆積を含む。舗装を標示することに加えて、本装置および方法は、サッカー等のスポーツ用の競技場を再標示することができる。

本装置および方法はまた、具体的には、除雪機トラック誘導システムを提供することによって、除雪機を支援するように適用することもできる。そのようなシステムは、道路に沿って除雪機を有する車両１を誘導することができる。ＧＰＳベースのロケータは、既存路面標識の離散地理的位置データをサンプリングする。コンピュータは、サンプリングされた地理的位置データに適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する。次いで、ＧＰＳベースのロケータおよび地理的位置関数に応答するアクチュエータが、除雪機を位置付ける。

本装置および方法のための別の用途は、表面上のコーティングとして境界線標識を最適用すること、または再堆積させることである。コーティングは、硬質または軟質、永久的または一過性であり得る。標識は、コーティング材料を表面材料の中へ延在させ、含浸させ、または浸透させることによって形成されてもよい。「コーティング」という用語は、表面コーティングおよび含浸の両方を含むために一般的な意味で使用される。表面材料の予備処理、コーティングされた表面材料の後続の処理、および他の補助的な非コーティング動作も想定される。そのような動作は、表面をコーティングとより適合させるか、またはコーティングに接着させるように、エッチングのようなプロセスを含む。コーティングは、線、ストライプ、または指示標識を形成することができ、光を反射するように具体的に適合される材料を含有することができる。

（路面標識ロケータおよび点検装置）
本発明の別の実施形態によると、移動車両１から路面標識２０、２５、３０の地理的位置を判定するための装置は、車両１の進行方向と実質的に平行に位置する少なくとも１つの路面標識を撮像するためにトリガ信号に応答する、少なくとも１つの車両搭載型撮像装置５０、６０と、ＧＰＳアンテナ５１０と、ＧＰＳアンテナ１５の地理的位置を判定するためにＧＰＳアンテナ５１０に応答するＧＰＳ受信機２２と、ＧＰＳ受信機同期画像トリガ信号を車両搭載型撮像装置５０、６０に提供するための装置と、トリガされた路面標識画像およびＧＰＳアンテナ５１０の地理的位置から、路面標識２０、２５、３０のＧＰＳ地理的位置を判定するための装置とを含んでもよい。

図６は、デカルト座標系１６によって画定されるｘ軸に沿って、道路２の区切られた車線１１ａ内を移動する移動車両１の上面図を図示する。道路２は、舗装頂面１７を有する。車線１１ａは、既存道路破線中心標識３０および既存道路縁標識２５で区切られる。加えて、車線１１ｂもまた、破線中心標識３０および道路縁標識２０によって区切られる。標識３０ならびに標識２０および２５は、道路２の頂面１７の上に位置し、通常、エポキシ、塗料（反射性ガラスビーズを伴う、または伴わない）、熱可塑性標識、または路面標識業界で一般的に使用されている他の材料から成る。標識３０および２５は、移動車両１から可視的である。車両１の左側パネル１２（従来、アメリカ製の車両については運転席側と称される）は、標識３０に対面し、車両１の右側パネル１４（従来、アメリカ製の車両については助手席側と称される）は、縁標識２５に対面する。

ここで図６および７を参照すると、車両１は、支持体４０によって車両１の屋根１９の上方で支持された固定ＧＰＳアンテナ５１０を有する。第１の撮像装置５０は、車両１の左側に搭載され、標識３０の区分３０ａを含む車両１の進行方向の左側に、道路頂面１７の領域５５を撮像するように調整可能に位置付けられる。第２の側面搭載型撮像装置６０は、縁標識２５の区分２５ａを含む道路頂面１７の領域６５を撮像するように、車両１の右側に調整可能に位置付けられる。さらに、撮像装置５０および６０を任意の好適な位置に（例えば、車両１の左および右側にごく接近し、それぞれ、領域５５および６５を撮像するように同様に位置付けられる、車両１の屋根１９の上に）搭載できることが理解される。ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳアンテナ５１０に電気的に接続され、車両１内に含有される（ＧＰＳ受信機２２は図６または７に明示的に示されていない）。

上記の説明は、米国の道路に画定される車両交通のための標準方向を指す。好ましい実施形態はまた、ヨーロッパで見られるもの等の米国の方向とは反対に画定される車両交通の方向を有する、道路２にも適用される。この場合、第２の撮像装置６０は、中心標識３０を撮像するであろう、そして撮像装置５０は、縁標識２０を撮像するであろう。さらに、車線１１ｂは、車両１の反対方向に交通を運ぶことができ、または車両１と同一の方向に付加的な交通を運ぶ多車線高速道路の第２の車線であり得る。

ここで図８を参照すると、撮像装置５０の部分的切断側面図が、道路頂面１７を撮像して示されている。第１の撮像装置５０を車両１に添着する調整可能な搭載システムは、図８に示されていないが、図９を参照してさらに議論される。以下の議論は、具体的には第１の撮像装置５０を指すが、議論はまた、第２の撮像装置６０にも関連することを理解されたい。

第１の撮像装置５０内には、撮像センサ７０が搭載される。撮像センサ７０の中心は、道路頂面１７に垂直であるベクトル７３および標識縁３０ｂからの距離７４によって、道路頂面１７から垂直に変位させられる。撮像センサ７０は、好ましくは、従来の電荷結合素子（ＣＣＤ）であるか、またはセンサピクセルの正方形または長方形のアレイ（図示せず）を有する、能動ピクセル相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサであってもよい。ＣＣＤは、通常、素子内から電荷を操作することができる領域への電荷の移動、例えば、デジタル値への変換のための素子である。この移動は、一度に一回、素子内の段階間で信号を「偏移」させることによって達成される。ＣＣＤは、ビン間の電荷の移送を可能にする偏移を伴って、素子の中の容量ビン間で電荷を移動させる。

第１の撮像装置５０には、光軸７７および電気的に調整可能な開口７６を有する、電気的に調整可能な光学レンズ要素７５（図１１参照）が添着される。さらに、レンズ要素７５には、光学フィルタ７８が添着される。角度９３は、垂直ベクトル７３と光軸７７との間の鋭角を画定する。好ましくは、センサ要素７０の中心は、光軸７７と一致する。同様に、第２の撮像装置６０には、電気的に調整可能な光学レンズ要素９５（図１１参照）、電気的に調整可能な開口９６（図１１参照）、および光学フィルタ９７（示されていないが、第１の撮像装置５０に添着された光学フィルタ７８に対応する）が添着される。

データおよび制御信号は、可撓性ケーブル９０を介して、第１の撮像装置５０、レンズ要素７５、および調整可能な開口７６と通信することができる。ケーブル９０はまた、必要な電力を、第１の撮像装置５０、ならびに電気的に調整可能なレンズ要素７５および開口７６に供給するように、電力ケーブルも含む。

レンズ要素７５および開口７６は、第１の撮像装置５０の角度視野８５を画定し、角度視野８５内のオブジェクトを撮像センサ７０上に集束させる。角度視野８５は、好ましくは、標識縁３０ｂおよび３０ｃを含む、路面標識３０の区分３０ａを含む。同様に、レンズ要素９５および開口９６は、第２の撮像装置６０の角度視野を画定し、この角度視野内のオブジェクトを第２の撮像装置６０の撮像センサ上に集束させる。

図６および７に示される路面標識３０は、破線であることに留意されたい。路面標識３０は、実線、二重実線、または道路上で現在使用されている任意の標識の種類であり得る。同様に、縁標識２０または２５は、道路上で現在使用されている任意の標識の種類であり得る。

また、図８には、従来の投光照明５１も使用されている。投光照明５１は、第１の撮像装置５０の上方に位置付けられ、従来の機構によって左側パネル１２に添着される。投光照明５１は、第１の撮像装置５０が縁３０ｂおよび３０ｃを含む路面標識区分３０ａを特異的に撮像することができるように、低周囲光条件（例えば、夕暮れ時または夜間等）で画像領域５５を照射する。

別の投光照明６１（図１１参照）は、第２の撮像装置６０の上方に位置付けられ、右側パネル１４に添着されてもよい。投光照明６１は、対応して、低周囲光条件（例えば、夕暮れ時または夜間等）で画像領域６５を照射する。投光照明５１および６１の両方への電力は、電力ケーブル５１ａおよび６１ａ（電力ケーブル６１ａは示されていない）を介して提供されてもよく、各投光照明５１、６１のオン／オフ状態は、従来の機構によって電気的に制御される。投光照明５１および６１がオンにされたとき、それぞれ、画像領域５５および６５が照射される。

また、図８には再帰反射計８１も示されている。再帰反射計８１は、例えば、再帰反射光および再帰反射表面を測定することによって、材料の再帰反射率を測定することが可能なデバイスである。再帰反射率は、光が生じた方向の反対側に近い方向に反射光線が戻される、当業者に周知の光学現象である。再帰反射計８１は、第１の撮像装置５０の下方に位置付けられ、従来の機構によって左側パネル１２に添着されてもよい。再帰反射計８１は、路面標識区分３０ａの再帰反射を測定し、正確で同等な３０メートル幾何学形状、または任意の他の適用可能な業界標準の再帰反射測定値を生じるように較正される。別の再帰反射計９１（図１１参照）は、第２の撮像装置６０の下方に位置付けられ、従来の機構によって右側パネル１４に添着されてもよい。再帰反射計９１は、例えば、路面標識区分２５ａの較正された再帰反射測定値を提供する。

データおよび制御信号は、可撓性ケーブル８８を介して再帰反射計８１と通信する。ケーブル８８はまた、必要な電力を再帰反射計８１に供給するように電力ケーブルも含む。類似ケーブル９８（図示せず）は、データおよび制御信号通信および電力を再帰反射計９１に提供する。

ＧＰＳアンテナ５１０に関する撮像センサ７０の相対位置は、従来の機構によって把握されると仮定される（例えば、ベクトルオフセットが従来の機構によって把握される）。したがって、撮像センサ７０のＧＰＳ位置は、当業者によって判定されてもよい。加えて、ＧＰＳアンテナ５１０に関する第２の撮像装置６０内の撮像センサの相対位置は、従来の機構によって把握されると仮定され、したがって、同様に、第２の撮像装置６０内の撮像センサのＧＰＳ位置が把握される。

撮像装置５０および６０は、道路頂面１７上の角度視野８５内の実際のオブジェクトの相対位置を撮像センサ７０に関して判定することができるように、較正される。例えば、撮像センサ７０に関する路面標識３０の縁３０ｂの相対位置を判定することができる。その画像からの実際のオブジェクトの寸法も判定することができる。従来の座標変換アルゴリズムを使用して、正確なオブジェクト寸法、位置、および画像から画像センサまでのオブジェクトの距離を生じるように、撮像装置を較正するための従来のカメラ較正技法が、当技術分野で公知である。

したがって、撮像センサ７０に関するオブジェクト（例えば、標識３０）の相対位置、およびＧＰＳアンテナ５１０のＧＰＳ位置に関する撮像センサ７０の相対位置を把握することにより、路面標識等の道路頂面１７上の撮像されたオブジェクト（またはその部分）の絶対ＧＰＳ地理的位置の判定を可能にする。さらに、路面標識３０の区分３０ａの長さおよび幅寸法等の撮像センサ１７上に撮像される実際のオブジェクトの長さおよび幅寸法も判定することができる。したがって、全画像ピクセルが関連絶対ＧＰＳ地理的位置を有することが理解される。例えば、領域５５の画像の４つ全ての角は、領域５５の実際の角に対応する関連絶対ＧＰＳ地理的位置を有する。

較正された第１の撮像装置５０の角度視野８５内の任意のオブジェクトの瞬間ＧＰＳ位置は、較正された第１の撮像装置５０からの画像が取得されたときにＧＰＳ位置データが瞬時に入手可能であることを仮定して判定される。較正された第２の撮像装置６０の視野内の任意のオブジェクトのＧＰＳ位置もまた、同様に瞬時に判定される。ＧＰＳ受信機の待ち時間により、または他の理由により、撮像装置５０および６０からの画像が取得されたときにＧＰＳ位置データが瞬時に把握されない場合、画像が捕捉された既知の時間に基づく位置補間が必要とされる。

ここで、図９ａおよび９ｂを参照すると、第１の撮像装置５０は、調整可能な角度マウント１００を用いて車両左側パネル１２に搭載されてもよい。角度マウント１００は、固定された撮像装置支持ブラケット１２０ａおよび１２０ｂを有する、円筒形の回転可能な搭載板１１０を含む。ブラケット１２０ａおよび１２０ｂは、回転可能な搭載板１１０の表面から外向きに延在し、ねじ等の従来の取付機構を使用して、回転可能な搭載板１１０に添着されるか、または定位置に溶接されてもよい（図示せず）。

回転可能な搭載板１１０は、加えて、肩付きねじ１３０ａおよび１３０ｂを受け入れるように形成される、貫通スロット１２５ａおよび１２５ｂを有する。第１の撮像装置５０は、ブラケット１２０ａおよび１２０ｂの間に位置付けられ、第１の撮像装置５０が回転矢印１５５によって示されるように軸１５０の周囲で回転可能であるように、従来の回転可能なマウント１４０ａおよび１４０ｂを用いて定位置で保持される。第１の撮像装置５０は、ねじ（図示せず）等の従来の取付機構を使用して、回転可能なマウント１４０ａおよび１４０ｂに添着される。

回転可能な搭載板１１０は、円筒形の支持板１６０と軸方向に整合させられ、かつそれに回転可能に搭載される。回転可能な搭載板１１０は、肩付きねじ１３０ａおよび１３０ｂを用いて支持板１６０に添着される。ねじ１３０ａおよび１３０ｂを緩めることにより、回転可能な搭載板１１０が回転矢印１６５によって示されるように軸２０３の周囲で回転することを可能にする。ねじ１３０ａおよび１３０ｂを締めることにより、回転可能な搭載板１１０を支持板１６０に添着し、支持板１６０に関する回転可能な搭載板１１０の回転を防止する。

支持板１６０はさらに、車両左側パネル１２に対面するその表面上で、２つの従来の軸受１７０ａおよび１７０ｂを添着している。軸受１７０ａおよび１７０ｂは、軸１７５に沿って整合させられ、ねじ（図示せず）等の従来の機構を使用して支持板１６０に添着される。軸受１７０ａおよび１７０ｂはまた、貫通位置決めねじ２０１ａおよび２０１ｂも有する。

車両側面パネル１２には、２つの従来のシャフト支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂが添着される。従来の機械ねじ１８５ａ、１８７ａ、１８５ｂ、および１８７ｂ、ならびにそれぞれのナット１８９ａ、１８９ｂ、１８９ｃ（図示せず）、および１８９ｄ（図示せず）が、シャフト支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂを車両側面パネル１２に添着するために使用される。

支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂ、ならびに軸受１７０ａおよび１７０ｂは、全て軸１７５に沿って整合させられる。シャフト１９０（好ましくはステンレス鋼）は、軸受１７０ａおよび１７０ｂ、ならびに支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂを通して挿入され、それぞれ、従来のクランプ１９５および１９７によって、シャフト支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂに添着される。

ワッシャ１９９ａおよび１９９ｂは、それぞれ、軸受１７０ａの上外面と支持ブラケット１８０ａの底外面との間、および軸受１７０ｂの底外面と支持ブラケット１８０ｂの上外面との間の摩擦接触を最小限化する。

支持板１６０は、位置決めねじ２０１ａおよび２０１ｂを締めることによって、シャフト１９０の周囲で回転することを妨げられる。したがって、支持板１６０は、回転矢印２００によって示されるように、軸１７５の周囲で固定して回転することができる。

調整可能な角度マウント１００は、軸１５０、１７５、および２０３の周囲で第１の撮像装置５０の３つの調整可能な直交回転を提供する。したがって、第１の撮像装置５０は、輪郭側面パネル１２上に搭載し、後に、画像領域５５に整合させ、次いで、この整合位置で固着することができる。加えて、調整可能な角度マウント１００は、電動式であり、従来の電動式カメラマウントを使用して電気的に制御し、コンピュータおよびジョイスティックを介して外部から制御することができる。

さらに、シャフト支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂを車両側面パネル１２に添着するために他の機器を使用できることが理解される。例えば、機械ねじ１８５ａ、１８７ａ、１８５ｂ、および１８７ｂは、それぞれのナット１８９ａ、１８９ｂ、１８９ｃ、および１８９ｄとともに、シャフト支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂ、したがって、調整可能な角度マウント１００を車両１の左側パネル１２に固着するための他の種類の取付部と置換することができる。

依然として図９ｃを参照すると、調整可能な角度マウント１００はまた、従来のＬ字形ブラケット２１７を使用して、車両１に（例えば、車両１の屋根１９の左側に）添着されてもよい。ブラケット２１７の脚２１７ａは、従来の機構によって屋根１９に取り付けられる（例えば、ねじによって、または定位置に溶接される、図示せず）。脚２１７ａは、車両１の屋根の線２１８を越えて延在する。ブラケット２１７の脚２１７ｂは、垂直に位置付けられ、従来の取付機構を使用してシャフト支持ブラケット１８０ａおよび１８０ｂを添着するための外面２１７ｃを提供する。

ここで図１０を参照すると、調整可能な角度マウント１００を左側パネル１２に取り付けるための別の機構の実施例が示されている。該機構は、シャフト支持ブラケット１８０ａに添着される従来の解放可能な磁気クランプ２１０を含む。旋回スイッチ２２０は、強磁性金属車両左側パネル１２に磁気クランプ２１０を強制的に引き付けるように、磁気クランプ２１０の磁場を指向する。車両１の側面パネル１２が非強磁性材料で構築された場合、側面パネル１２の内面上に配置され、磁気クランプ２１０と反対側に整合させられる強磁性ストリップ２１５は、支持ブラケット１８０ａを添着するために、磁気クランプ２１０の磁場と組み合わせて使用される。別の磁気クランプ２１６（図示せず）が、同様にシャフト支持ブラケット１８０ｂに添着される。加えて、強磁性ストリップ２１５はまた、車両１の窓ガラスの後ろに配置することもでき、磁気クランプ２１０が調整可能な角度マウント１００をガラス表面に固定することを可能にする。

吸着カップもまた、解放可能な磁気クランプ２１０、２１６の代わりに使用することができ、調整可能な角度マウント１００を側面窓ガラスに添着するために特に有利である。また、調整可能な角度マウント１００を添着するために、（車両１の金属側面に添着するための）１つの磁気クランプおよび（ガラスに添着するための）１つの吸着カップの組み合わせを使用することができる。吸着カップはまた、平滑面上に調整可能な角度マウント１００を添着するために使用することもできる。吸着カップとともに、強磁性材料および磁気クランプ２１０の組み合わせもまた、調整可能な角度マウント１００を側面パネル１２に添着するために使用することもできる。ブラケット２１７はまた、従来の取付機構の代わりに、構造がクランプ２１０、または１つ以上の吸着カップ、あるいはそれらの組み合わせに類似する１つ以上の磁気クランプを使用して、屋根１９に添着されてもよいことに留意されたい。

また、同様に構築されたマウント（図示せず）を使用して、第２の撮像装置６０が右側パネル１４に、または車両１の屋根１９の右側に添着されることも理解される。

ここで、図１１を参照すると、好ましい実施形態の略ブロック図５００が示されている。実施形態は、いくつかの構成要素およびシステム、すなわち、ＧＰＳアンテナ５１０、ＧＰＳ受信機２２、プログラム可能な同期化回路５３０、第１の撮像装置５０、レンズ要素７５、開口７６、投光照明５１、第２の撮像装置６０、レンズ要素９５、開口９６、投光照明６１、双方向通信バス５４０、ディスプレイ５５０、キーボード５６０、ジョイスティック５７０、コンピュータ５８０、車両速度検出器５４５、再帰反射計８１および９１、ならびに電力供給部５９０（例えば、バッテリ動作型）を含む。

ＧＰＳ受信機２２、同期化回路５３０、撮像装置５０および６０、レンズ要素７５および９５、開口７６および９６、速度検出器５４５、投光照明５１および６１、再帰反射計８１および９１、ならびにコンピュータ５８０は、電気的に相互接続され、例えば、双方向バス５４０を介して相互と通信している。

コンピュータ５８０は、撮像装置５０および６０を制御およびトリガするための画像取得システム５８２、および正確な時間間隔を計算するためのリアルタイムクロック（図示せず）を有する、従来のコンピュータである。

加えて、キーボード５６０は、専用双方向接続５６１を介してコンピュータ５８０に接続し、ユーザがデータをコンピュータ５８０に入力するための方法を提供する。ディスプレイ５５０は、専用双方向バス５５１を介してコンピュータ５８０に接続し、コンピュータ５８０によって生成される標識画像の視覚化をユーザに提供し、他の情報をユーザに視覚的に表示する。ジョイスティック５７０は、有線接続５７１を介してコンピュータ５８０に接続し、電動式の調整可能な角度マウント１００を制御するために使用される。

ディスプレイ５５０、キーボード５６０、およびジョイスティック５７０は、従来のコンピュータ周辺機器である。従来のマウスも、ケーブル（図示せず）を介してコンピュータ５８０に接続される。キーボード５６０、ディスプレイ５５０、ジョイスティック５７０、およびマウスはまた、無線接続またはケーブルおよび無線接続の組み合わせを介して、コンピュータ５８０と通信するか、または、コンピュータ５８０と通信するためにバス５４０に直接接続することもできる。

ＧＰＳアンテナ５１０は、遠隔ＧＰＳ衛星システムおよび／またはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波または信号５０５を受信する。ＧＰＳアンテナ５１０は、ＧＰＳ受信機２２の入力に伝導的に接続される。電波５０５はまた、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）サービスプロバイダ信号（図示せず）を含むこともできる。ＲＴＫ衛星ナビゲーションは、衛星ベースの測位システムから導出される位置データの精度を強化するために使用される技法である。該技法は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、および／またはＧａｌｉｌｅｏと併せて使用することができる。それは、信号の情報内容よりもむしろ、信号の搬送波の位相の測定値を使用し、リアルタイム補正を提供するように単一の観測基準点に依存し、最大でセンチメートルレベルの精度を提供する。具体的にはＧＰＳを参照して、本システムは、一般的に、キャリア位相強化またはＣＰＧＰＳと称される。

ＧＰＳ受信機２２は、コンピュータ５８０によってプログラムされる周期率でアンテナ５１０の時間および地理的位置５０７を判定し、または受信機２２は、位置および時間情報についてコンピュータ５８０によってポーリングすることができる。ＧＰＳ受信機２２からの位置および時間情報は、バス５４０上に配置される。

図１２を参照すると、ＧＰＳ受信機２２はまた、同期化回路５３０の入力接続へ流動するライン５９４上に周期的パルス信号６００を出力する。周期的パルス信号６００の発生時間は、正確に把握される。例えば、ＴｒｉｍｂｌｅＧＰＳ受信機モデル番号ＢＤ９８２は、対応するＡＳＣＩＩ形式の協定世界時（ＵＴＣ）時間タグ（すなわち、正確なパルス発生時間）を伴う毎秒１パルス（１ｐｐｓ）信号６００を提供する。

図１３を参照すると、同期化回路５３０は、従来の位相ロックループ回路（位相検出器６５０、低域通過フィルタ６５５、および電圧制御発振器６６０を有する）と、位相ロックループフィードバック経路６６７に挿入されたプログラム可能な除算回路６６５とを備える。

プログラム可能な除算器６６５は、ライン５９４上に配置された信号６００の周期を、バス５４０から入力される２値デジタル信号６７０によって表される整数で除算するようにプログラムされる。信号６７０は、コンピュータ５８０によってバス５４０上に配置される。電圧制御発振器６６０からの出力信号は、ライン５９６上に配置され、次いで、バス５４０を介して、コンピュータ５８０内に含有される画像取得システム５８２のトリガ入力へ流動する。

例えば、ここで図１４を参照すると、２値デジタル信号「００００００１０」（２という除算器整数値を表す）を伴ってプログラムされる８ビットのプログラム可能な除算器（Ｎで除算するカウンタ）６６５は、プログラム可能な除算器６６５に信号６００の周期を２で除算させる。これは、信号６００の周波数の２倍である周期的信号６１０を生成する。例えば、毎秒１パルス信号６００、およびプログラム可能な除算器６６５にプログラムされる２で除算する整数値については、周期的信号６１０は、電圧制御発振器６６０から出力され、ライン５９６上に配置されるであろう、毎秒２パルスの周波数（０．５秒に等しい期間）を有して生成される。

位相ロックループはまた、ストローブ周期的パルス信号６００への優れた周波数トラッキングも維持する。したがって、信号６００の発生時間および除算器整数を把握することにより、周期的パルス信号６１０の立ち上がりエッジ６１５が生じるときの正確な時間を定義する。したがって、同期化回路５３０は、信号６００と等しい、またはより高い周波数を有し、かつ信号６００と同期化した周期的信号６１０を生成するために、コンピュータ５８０を介してプログラムすることができる。

位相ロックループの実施例は、７４ＨＣ４０４６集積回路である。位相ロックループ関数はまた、ソフトウェア、またはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせで実装することもできる。

トリガ信号６１０に応答して、画像取得システム５８２は、それぞれ、領域５５および６５の画像を捕捉するように、撮像装置５０および６０を同時にトリガする。次いで、領域５５および６５の捕捉画像は、後に、コンピュータデータメモリ７２０（図１５参照）に記憶される。以下で議論されるように、各捕捉画像とともに、画像インデックス番号、時間、および補間ＧＰＳ地理的位置がある。撮像装置５０および６０は、信号６１０の立ち上がりエッジ６１５上でトリガされるが、撮像装置５０および６０はまた、信号６１０の立ち下がりエッジ６２０上でトリガすることもできると仮定される。

信号６００の周波数と等しい、またはそれより高い周波数で撮像装置５０および６０をトリガすることにより、全パルス６００に対する道路表面の１つまたは複数の画像５５および６５を提供する。実施例として、２という同等の整数値を伴うコンピュータ５８０のプログラム除算回路６６５を有することにより、同期化回路５３０に、図１４に示されるような信号６００の周波数の２倍であるトリガ信号６１０を生成させる。

速度検出器５４５は、電子速度計等の従来の機構によって判定され得る、車両１の速度を判定する。車両１の速度はまた、ＧＰＳ座標を使用して進行した既知の距離、および車両１が既知の距離を進行するために要する時間から、コンピュータ５８０によって判定されてもよい。

バッテリ動作型電力供給部５９０は、電力バス５９２を介して、電力を全てのブロック図５００の構成要素に提供し、好ましくは、車両１の内部バッテリ（図示せず）から操作される。電力供給部５９０は、ＡＣおよびＤＣ電力の両方を提供してもよい。

ここで図１５を参照すると、コンピュータ５８０はさらに、コンピュータオペレーティングシステムソフトウェア７００と、プログラムメモリ７１０と、データメモリ７２０とを含む。オペレーティングソフトウェア７００は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ製のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）７、Ｕｎｉｘ（登録商標）系ＯＳ、またはＡｐｐｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒＯＳシステム等の従来のオペレーティングシステム（ＯＳ）である。データメモリ７２０は、従来のコンピュータ読み書きメモリである。例えば、データメモリ７２０は、従来のソリッドステートドライブ、高速ハードディスクドライブ、および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を、別々に、または組み合わせて含むことができる。プログラムメモリ７１０は、同期化および位置補間プログラム７３０と、機械視覚プログラム７４０と、点検プログラム７５０と、サンプリングプログラム７６０と、曲線適合プログラム７７０と、曲線オフセットプログラム７８０とを備える。

同期化および位置補間プログラム７３０は、（以下で、および図１６を参照して議論される）ＧＰＳ受信機２２における待ち時間を補正し、したがって、各捕捉画像の正確なＧＰＳ地理的位置を判定する。加えて、同期化および位置補間プログラム７３０は、ＧＰＳ由来の時間タグを判定し、各捕捉画像の連続的な画像インデックス番号を提供する。次いで、これらのデータは、データメモリ７２０に記憶される。

ここで図１６を参照すると、同期化周期的信号６１０とともに、周期的パルス信号６００が示されている。同期化周期的信号６１０（最初の２つのパルスが６１０ａおよび６１０ｂとして示されている）の立ち上がりエッジ（最初の２つの立ち上がりエッジ６１５ａおよび６１５ｂが示されている）が、画像取得システム５８２をトリガするために使用され、それによって、それぞれ、撮像装置５０および６０から領域５５および６５の画像を取得する。瞬間ｔ１で、ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ地理的位置およびＧＰＳ時間データを取得する。これらのデータは、位置および時間データが瞬間ｔ１で取得された後の時間間隔Δｔ１中に利用可能である。瞬間ｔ１は、周期的パルス信号６００の立ち上がりエッジ６０２で生じることができ、したがって、周期的パルス信号６００に同期化されるであろう、または周期的パルス信号６００の立ち上がりエッジ６０２から時間間隔ｔｘだけ遅延させることができる。時間間隔Δｔ１は、ＧＰＳ受信機２２が衛星信号５０５からＧＰＳ時間およびＧＰＳ地理的位置値を計算するために計算時間を必要とするため、または他の理由により生じる、待ち時間として定義される。

同様に、瞬間ｔ２で、ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ地理的位置およびＧＰＳ時間データを取得する。瞬間ｔ２は、トリガ信号パルス６１０ｂの立ち上がりエッジ６１５ｂから時間間隔ｔｙだけ遅延させることができる。時間間隔Δｔ２は、瞬間ｔ２と関連付けられる待ち時間として定義される。これらのデータは、位置および時間データが瞬間ｔ２で取得された後の時間間隔Δｔ２中に利用可能である。瞬間ｔ２は、ｔ１の後に事前設定された時間間隔で生じることができ、または瞬間ｔ２およびｔ１は、周期的に生じることができる。いずれにしても、画像トリガ信号パルス６１０ａおよび６１０ｂが瞬間ｔ１または瞬間ｔ２と同期化されず、したがって、画像の正確なＧＰＳ地理的位置が高度な位置精度内で把握されない可能性がある。

それぞれ、撮像装置５０および６０からの領域５５および６５の画像の正確なＧＰＳ座標は、最初に時間間隔（ｔ２−ｔ１）およびＧＰＳ地理的位置差（またはＥＮＵ座標の同等の位置差）を判定することによって、立ち上がりエッジ６１５ｂで判定される。パルス６１０ｂの立ち上がりエッジ６１５ｂのＵＴＣ時間タグを把握することにより、時間間隔ｔｚを生じる。ｔｚおよび時間間隔（ｔ２−ｔ１）を把握すると、立ち上がりエッジ６１５ｂによってトリガされる画像の地理的位置を判定するために、単純な線形補間が使用される。

立ち上がりエッジ６１５ｂによってトリガされる画像のＧＰＳ位置は、時間間隔（ｔ２−ｔ１）で除算し、時間ｔ２およびｔ１に対応する地理的位置差を掛け、ｔ１での地理的位置を加えた時間間隔ｔｚに等しい。このプロセスは、後続の画像に繰り返される。

図１７を参照すると、したがって、撮像装置５０および６０からの各トリガされた画像は、データブロック９００を有する。データブロック９００は、捕捉画像を連続的に識別する関連画像インデックス番号９０１と、（路面標識を含む場合もあり、含まない場合もある）道路領域の実際の捕捉画像データ９０２と、ＧＰＳ由来時間タグ９０３（すなわち、画像が取得された時間）と、関連する正確なＧＰＳ地理的位置９０４とを含み、その全ては、同期化および位置補間プログラム７３０によってデータメモリ７２０に記憶される。次いで、データブロック９００は、矢印９５０によって示されるように、機械視覚プログラム７４０に渡される。

機械視覚プログラム７４０は、画像データ９０２に所望の計算を行うように、ユーザ定義計算入力９１０によって選択される、いくつかの機械視覚アルゴリズムを含む。計算は、例えば、縁検出、幾何学的計算、および撮像されたオブジェクトの距離計算、ならびに他の一般機械視覚計算を含んでもよい。例えば、機械視覚プログラム７４０は、撮像装置５０および６０の視野内の路面標識縁（例えば、縁３０ｂおよび３０ｃ）、路面標識画像からの路面標識の実際の幅および長さ寸法ならびに絶対ＧＰＳ位置、および路面標識の面積等の他の路面標識特性を判定するように、ユーザ定義計算入力９１０によってユーザが選択するアルゴリズムを含む。

機械視覚プログラム７４０はまた、取得された画像のグレースケール値を使用して、路面標識の反射率、周辺道路表面の反射率、および路面標識の反射率と周辺道路表面の反射率との間の相対差を判定するように、ユーザ定義計算入力９１０を使用してユーザが選択し得るアルゴリズムも含む。グレースケール画像は、各ピクセルの値が、表示（または分析）される値（強度等）として、何らかのレンダリングプラットフォームによって最終的に解釈されるであろう単一の値である、画像を含んでもよい。この種類の表示された画像は、典型的には、グレーの色合いから成る（よって、「グレースケール」という呼称）が、任意の色（または実際に、異なる色）がこの点に関して役立つことができる。任意の特定のグレースケール規格については、グレースケールレベル値の所与の利用可能な範囲がある。例えば、所与のグレースケール規格は、最も弱い強度の黒から最も強い強度の白までの範囲を表し得る。したがって、例えば、路面標識３０の区分３０ａの画像が、（８ビット強度量子化を仮定して）０−２５５のグレースケール値に基づいて２２０という値（非常に「白色」）を有し得る一方で、周辺道路表面（アスファルトマカダム等）は、２０という値（非常に「黒色」）を有し、路面標識区分３０ａと周辺道路表面との間に２００というグレースケールコントラスト差を生じ得る。

機械視覚プログラム７４０はまた、道路および路面標識の画像のグレースケール値を所定の閾値と比較するアルゴリズムも含む。グレースケール値がこの所定の閾値を下回る場合、機械視覚プログラム７４０は、低周囲光条件下で道路および路面標識をより良く撮像するように、投光照明５１および６１をオンにする。

他の路面標識特性は、路面標識２０、２５、３０の反射率、周辺道路頂面１７の反射率、および路面標識２０、２５、３０の反射率と周辺道路頂面１７の反射率との間の相対差を含む。本書で使用されるように、「反射率」とは、表面（例えば、路面標識２０、２５、３０または道路頂面１７）によって反射される入射光の割合を指し得る。
機械視覚プログラム７４０はさらに、路面標識のグレースケール値を使用して面積「充填率」を判定するように、同様にユーザ定義計算入力９１０によって選択され得る、アルゴリズムを含む。例えば、「充填率」は、以下のように定義され得る。
路面標識の総面積−欠落面積
路面標識の総面積

換言すると、充填率は、完全に充填されるべきである標識２０、２５、３０の総面積（例えば、意図された、または元の標識２０、２５、３０の外周によって画定される）と比較した、充填されていない（例えば、塗料を伴わない）標識２０、２５、３０の一部分の間の関係に基づいてもよい。

例えば、図１８ａは、１００％の撮像された路面標識の面積充填率を有する、撮像された路面標識区画８００を有する領域５５の画像５６を図示する。図１８ｂは、部分的に摩耗した部分８２０を伴い、１００％未満の撮像された路面標識の面積充填率を有する、撮像された路面標識区画８１０を有する領域５５の画像５６を図示する。

機械視覚プログラム７４０は、加えて、画像の角の同等の絶対ＧＰＳ座標（したがって、領域５５の角の絶対ＧＰＳ座標）を画定するアルゴリズムを含む。例えば、図１８ａでは、画像５６の左上側の角の絶対ＧＰＳ座標が判定され、画像軸ｕ−ｖを有する画像角参照座標系５６ａを画定することができる。

機械視覚プログラム７４０は、加えて、路面標識間の横方向距離を（すなわち、座標系１６のｙ方向に）計算するように、同様にユーザ定義計算入力９１０によって選択され得、例えば、車線１１ａの幅および／または二重路面標識間の横方向間隔、または路面標識の幅を判定することができる、アルゴリズムを含む。機械視覚プログラム７４０はまた、再帰反射器８１および９１からの再帰反射データを入力するように、ユーザ計算入力９１０によってプログラムされてもよい。

機械視覚プログラム７４０は、後に、データブロック９００内に含有される元のデータに加えて、ここで所望のユーザ定義計算９１０を含むように、元のデータブロック９００を拡張する。例えば、ここで、データブロック９００は、路面標識寸法９０５（例えば、路面標識幅および長さ）、面積充填率９０６、およびグレースケール反射率値９０７を含むように拡張され、その全ては、ここで、データブロック９３０内にグループ化され、後に、データメモリ７２０に記憶される。再帰反射データが必要とされる場合、データブロック９３０は、再帰反射データを含むようにさらに拡張される。車線幅等の他のデータがデータブロック９３０に含まれてもよい。データブロック９３０およびユーザ定義計算９１０を、さらにメモリ７２０に記憶することができる。

図１９を参照すると、機械視覚プログラム７４０はまた、撮像装置５０および６０からの捕捉画像を組み合わせ、路面標識の絶対ＧＰＳ座標および車両１の中心に関するＧＰＳアンテナ５１０の位置を使用して、コンピュータ５８０を介して合併画像９９０をディスプレイ５５０に出力する。ＧＰＳアンテナ５１０と撮像装置５０および６０との間の位置のオフセットは、従来の機構によって以前に判定されている。

合併画像９９０は、例えば、車両１の進行方向を示す先端９８５を有する三角形９８０として表されている車両１を伴って、路面標識３０の撮像された区分３０ａ、および路面標識２５の撮像された区分２５ａから成る。車両１が区分３０ａおよび２５ａの間を横方向に移動するにつれて、三角形９８０が同様に区分３０ａおよび２５ａの間を横方向に移動する。合併画像９９０は、車両１の横方向位置に関する区分３０ａおよび２５ａの間の横方向距離を正しく表す。

次いで、データブロック９３０は、矢印９６０によって示されるように、点検プログラム７５０に渡される。

点検プログラム７５０は、データブロック９３０およびユーザ定義路面標識規格データ９２０の両方を入力し、さらに、データブロック９３０に記憶されたデータと路面標識規格データ９２０との間の比較を行う。定義された路面標識規格データ９２０を満たさない任意の路面標識は、コードでフラグを付けられ、データブロック９４０の誤差フラグ区分９０８に記憶される。

例えば、データブロック９４０は、番号「３３」として画像インデックス番号９０１ａを有する、点検プログラム７５０の出力として示されている。データブロック９３０には、誤差フラグ区分９０８が添付される。誤差フラグ区分９０８内には、画像３３から導出された路面標識が、例えば、路面標識幅規格を満たさなかったことを示す、誤差フラグ「０６」が記憶される。データブロック９３０に記憶されたデータと路面標識規格データ９２０との間の比較で不合格になる全てのデータは、以降の分析および改善作業のために、矢印９７０によって示されるようにデータメモリ７２０に記憶される。

サンプリングプログラム７６０は、ＧＰＳ受信機２２からＧＰＳ参照位置を受信し、参照位置で画定される原点を有する直交デカルト（または他の従来の）座標系（グリッドシステム）を構築する。例えば、デカルト座標系１６は、従来のＥＮＵ座標系であり得る。サンプリングプログラム７６０は、距離または時間サンプリング間隔のいずれか一方に基づいて、既存路面標識の地理的位置をサンプリングする。距離サンプリング間隔は、ＧＰＳ受信機２２によって、または本書で説明される、あるいは当技術分野で公知である他の機構によって計算される、ＧＰＳアンテナ５１０のＧＰＳ座標から、コンピュータ５８０によって判定することができる。時間サンプリング間隔は、コンピュータ５８０の内部時間基準から、またはＧＰＳ受信機２２によって計算されるＧＰＳ時間から、または他の時間基準からのいずれかで判定することができる。

曲線適合プログラム７７０は、データメモリ７２０に以前に記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、離散ＧＰＳ座標データに最良適合する第１の連続数学関数を判定する。曲線オフセットプログラム７８０は、曲線適合プログラム７７０によって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する。例えば、第１の関数は、道路２上の路面標識３０を表してもよい。道路縁標識線２５のための線を画定する第２の関数は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよく、または第１の関数は、道路縁標識線２０を表してもよく、路面標識３０は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよい。

動作中に、車両１のオペレータは、キーボード５６０を使用して所望のユーザ定義計算９１０を入力し、道路境界標識、例えば、中心標識３０および道路脇標識２５によって画定される車線１１ａ内に車両１を維持して、道路２上で進行し始める。この時点で、電力供給部５９０がオンにされ、バス５９２を介して電力を上記で議論されるそれぞれの構成要素に供給していることが仮定される。バス５９２を介して電力が印加されると、全ての構成要素が動作し始める。供給された電力に応答して、ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳアンテナ５１０から信号を入力し始め、ＧＰＳ地理的位置５０７および時間タグ情報を計算し始める。ＧＰＳ受信機２２はまた、ライン５９４上で同期化回路５３０に流動する周期的パルス信号６００も生成する。

左および／または右側路面標識を点検し、および／または既存路面標識の地理的位置を判定し始めるための選択された位置で、ユーザは、キーボード５６０上の「開始」キーを押下し、接続５６１を介してこのキー選択をコンピュータ５８０に伝達する。次いで、コンピュータ５８０は、速度検出器５４５から車両１の速度データを入力する（または代替として、車両速度を計算するために、ＧＰＳ受信機２２からの車両ＧＰＳ位置および時間データの差異を使用する）。

車両１の速度に応答して、コンピュータ５８０は、バス５４０上に配置される信号６７０を介して、同期化回路５３０のプログラム可能な除算回路６６５をプログラムする。プログラムされた除算回路６６５に応答して、同期化回路５３０は、バス５４０を介して、コンピュータ５８０内に含有された画像取得システム５８２に流動する周期的信号６１０をライン５９６上に出力する。周期的信号６１０に応答して、画像取得システム５８２は、それぞれ、路面標識領域５５および６５を捕捉するように、撮像装置５０および６０をトリガする。

車両１の速度に応答して、プログラムされた除算回路６６５は、路面標識の欠落区画がないように路面標識経路の連続画像が得られるように、トリガ周期的信号６１０の周波数が重複画像を取得する速度で撮像装置５０および６０をトリガするために十分であることを確実にする。

さらに、画像トリガ周期的信号６１０の周波数をプログラム可能にし、車両１の速度に依存させることにより、画像データを記憶するときにデータメモリ７２０の効率的な使用が起こることを確実にすることに留意にされたい。例えば、車両１は、信号機で停止させられ得るか、または交通渋滞において起こり得るような車両速度の有意な変動を被り得る。車両１の速度の関数として、画像トリガ周期的信号６１０の周波数を調整することにより、路面標識の欠落区画がなく、完全な路面標識および標識経路全体が撮像されるように、依然として十分な画像重複を維持しながら、より低速の車両速度で、より少ない道路画像が撮影される一方で、より高速の車両速度で、より多くの道路画像が撮影されることを確実にする。

同期化および位置補間プログラム７３０は、各道路画像の正確な地理的位置を保証するように、ＧＰＳ受信機２２の待ち時間について各道路画像の位置データを補正し、各捕捉画像を連続的に画像インデックス番号９０１で番号付けし、次いで、データブロック９００としてのインデックス番号９０１、捕捉画像データ９０２、画像取得の時間９０３、および路面標識の補正されたＧＰＳ地理的位置９０４を、データブロック９４０としてデータメモリ７２０に記憶する。

次いで、機械視覚プログラム７４０は、矢印９５０によって決定付けられるデータブロック９００形式に記憶された画像を入力し、幾何学的計算を行い、路面標識の幅および長さ、グレースケール反射率、充填率、およびユーザ定義計算入力９１０によって定義されるような他の路面標識特性を判定する。ここで、各画像のデータブロック９００に記憶された元のデータは、データブロック９３０を形成する、標識寸法９０５、面積充填率９０６、およびグレースケール反射率値９０７、ならびに任意の他のユーザ定義計算入力９１０を含むように拡張される。データブロック９３０はまた、メモリ７２０に記憶されてもよい。加えて、機械視覚プログラム７４０は、後にオペレータによって視認される合併画像９９０を表示する。

点検プログラム７５０は、矢印９６０によって示されるようなデータブロック９３０を入力し、また、ユーザ定義路面標識規格データ９２０も入力する。次いで、点検プログラム７５０は、データブロック９３０内に含有されたデータを、路面標識規格データ９２０内に含有された対応するデータと比較する。所望の規格を満たさない任意の路面標識は、フラグを付けられ、矢印９７０によって示されるようにデータメモリ７２０に保存される。

次いで、サンプリングプログラム７６０は、撮像された路面標識の地理的位置をサンプリングする。曲線適合プログラム７７０は、データメモリ７２０に以前に記憶された、サンプリングされたＧＰＳ座標データを入力し、離散ＧＰＳ座標データに最良適合する第１の連続数学関数を判定する。曲線オフセットプログラム７８０は、曲線適合プログラム７７０によって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する。例えば、第１の関数は、道路２上の路面標識３０を表してもよい。道路縁標識線２５のための線を画定する第２の関数は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよく、または第１の関数は、道路縁標識線２０を表してもよく、路面標識３０は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよい。

次いで、曲線適合プログラム７７０および／または曲線オフセットプログラム７８０によって判定される連続関数は、路面標識特性とともに、再舗装された道路頂面１７上に元の路面標識２０、２５、３０を複製するために、以前に説明されたようにＧＰＳ道路マーカによって使用される。

したがって、所望の路面標識を満たさない路面標識２０、２５、３０の地理的位置を識別することができ、ＧＰＳ地理的位置を把握し、後に改善作業に使用することができる。路面標識のＧＰＳ地理的位置はまた、再舗装された道路頂面１７を再標示するために使用することもできる。

（取得および遠隔分）
本書で説明される装置および方法、ならびに関連同時係属出願は、大量のデータを迅速に蓄積することができる。具体的には、作成される道路画像データの量、およびこれらのデータを記憶するために必要とされるメモリは有意であり得る。したがって、本発明はまた、データを取得するだけでなく、例えば、画像データをフィルタにかけて圧縮し、データを分析するために遠隔位置を利用することによって、効果的かつ効率的な方法でデータを管理するためにも好適な装置、システム、および方法も提供する。

同時係属出願第１３／３５１，８２９号は、機械視覚を使用して道路表面上の既存標識のＧＰＳ座標を自動的に判定し、後に、標識経路を画定するために最良適合連続曲線を生成する装置を説明する。したがって、道路が最舗装された後、連続標識経路関数を使用して、本装置は、表面改良された道路上に既存路面標識を再作成する。

同時係属出願第１３／７２８，０６２号は、高速道路速度で道路表面上の既存標識のＧＰＳ座標を自動的に判定するために移動車両上に搭載される、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび点検装置を説明し、標識経路のための最良適合連続地理的位置曲線を生成する。次いで、路面標識経路は、表面改良された道路上に以前の路面標識を再作成するために、道路マーカ（塗装またはストライピングトラックと一般的に称される）によって使用される。このシステムの主要な利点のうちの１つは、これらのタスクを現在の実践にわたって達成することができる速度である。

例えば、現在の実践は、新たに再舗装された道路の表面上に路面標識経路を再作成するために、有意量の手作業を必要とする。この再作成された標識経路は、通常、道路の中心を手動で判定し、次いで、画定された中心標識経路に沿って再舗装された道路表面上に小さい可視的な標識を適用することから成る（この実践は、道路を「レイアウトすること」と一般的に称される）。次いで、これらの視覚的標識は、再作成された路面標識経路に沿って所望の路面標識材料を堆積させるために、塗装トラックオペレータによって視覚ガイドとして使用される。

現在容認されている実践を使用して、１マイルの路面標識経路をレイアウトすることは、１時間以上を要し、２人以上の作業者を必要とし得る。出願第１３／７２８，０６２号は、路面標識経路を画定するために必要とされる時間量、およびこのタスクを行うために必要とされる手作業の量の両方を有意に減少させる装置を教示する。実施例として、出願第１３／７２８，０６２号で説明される装置は、１マイルの道路を撮像し、現在容認されている実践をはるかに超えた速度で路面標識経路のＧＰＳ位置および標識特性を判定する。別の利点は、作業者を車両交通に暴露させる必要性を軽減することによって、路面標識経路を手動でレイアウトすることと関連付けられる危険が低減させられることである。さらに、本装置を操作するために、車両内で着席して保護された１人だけの作業者が必要とされる。

速度利点の指標として、毎時６０マイルの速度を有する車両は、１マイルを進行するために１分しか必要としない。毎時６０マイルの速度で進行し、例えば、毎秒１００フレームの画像取得速度で画像を捕捉する単一の撮像装置を有する車両は、０．８８フィートのサンプリング距離間隔で道路表面を撮像するであろう。サンプリング距離は、路面標識および標識経路全体を忠実に捕捉するように、路面標識区画を取得する際に十分な重複があることを確実にするように選択される。各道路画像、および画像内で捕捉される任意のオブジェクト、例えば、その路面標識区画部分のＧＰＳ位置も判定される。

高い車両速度を維持し、したがって、路面標識経路を画定するために必要とされる時間量を減少させるために、有意量の道路画像データが生成される。例えば、毎秒１００フレームで道路画像データを取得するためのデータレートは、６４０×４８０ピクセル撮像装置および各ピクセルの８ビット強度量子化を仮定すると、毎秒３０００万バイトを超える画像データ転送速度を必要とし、他のデータおよびソフトウェアオーバーヘッドを含まない。このデータレートは、２つの撮像装置を装備した車両については２倍になる。

生成される画像および他のデータの量は、撮像車両の数が増加するにつれて、さらに複合される。例えば、路面標識の全てを撮像して点検するために必要とされる総時間量を減少させるように、州全体等の広い地理的地域内の道路の全てを撮像する２つ以上の車両を有することが有利であり得る。

より低速の車両速度は、所与のサンプリング距離間隔を維持し、したがって、より少ない道路画像データを生成するために、１秒につきより少ないフレームを必要とする。例えば、毎時３０マイルで０．８８フィートごとに撮像することは、毎秒５０フレームを必要とし、約半分のデータ量が、毎秒１００フレームにわたって生成される。しかしながら、より低速の車両は、通常の交通量を妨害する傾向があり、特に、低速移動車両が、例えば、中心路面標識を撮像して、多車線高速道路の追い越し車線にある場合に、車両交通にとって道路障害を提示し得る。したがって、車両が、毎時６０マイルを超過し得る、高速道路および州間交通流と一致する速度を維持することが好ましい。したがって、作成される道路画像データの量、および車両につき１つ以上の撮像装置から、これらのデータを以降の画像分析のために記憶するために必要とされ、さらに、複数の撮像車両のために複合されるメモリは、高速道路速度において有意であり得る。

しかしながら、作成される道路画像データの量、およびこれらのデータを記憶するために必要とされるメモリは、画像データが、最初に、余分なデータを除去するようにフィルタにかけられ、次いで、無損失画像圧縮アルゴリズムを使用して圧縮される場合に、最小限化されてもよい。

画像フィルタリングの一実施例は、画像を「切り取ること」として公知の技法である。撮像された道路領域全体が、撮像された路面標識領域に関して、大量の撮像された非標識道路表面積を含有するため、撮像された非標識道路表面積の大部分を排除することにより、メモリに記憶される必要がある画像データの量を削減する。撮像された道路領域は、撮像された路面標識のみを含むように切り取られ（例えば、フィルタにかけられ）、路面標識画像を包囲する残りの撮像された非標識道路領域（余分な画像データ）は、排除される。換言すると、非標識道路領域の大部分は、（例えば、路面標識からコントラストを提供するように、または路面標識全体が画像内で捕捉されることを確実にするように）路面標識を包囲するわずかな部分を除いて、画像から除去される。

いくつかの用途で有用であることが証明され得る、画像フィルタリングプロセスの別の実施例は、現在の撮像された道路領域のピクセル強度値を所定の値と比較し、「画像閾値化」と一般的に称される。ピクセル強度値が閾値強度値を超えるか、またはそれに等しい場合、それには２５５という値（純白色）が割り当てられ、ピクセル強度値が閾値強度値を下回る場合、それには０という値（純黒色）が割り当てられる。ピクセル強度値を０（割り当てられた２進数「０」を伴う）および２５５（割り当てられた２進数「１」を伴う）に制限し、他の残りの（中間）強度値を排除することにより、画像データをさらに単純化する。

画像閾値化は、撮像された路面標識領域と撮像された非標識道路領域との間のすでに内蔵された反射差を使用することによって、特に道路領域画像にとって効果的な画像フィルタリングプロセスを証明する。例えば、ピクセル強度値の撮像された路面標識の範囲は、２４０−２５５の間であってもよく（すなわち、路面標識材料は、意図的に反射性にされ）、撮像された道路非標識領域の範囲は、１０−１００の間であってもよい（すなわち、標識を包囲する道路非標識領域は、意図的に非反射性にされる）。したがって、路面標識画像領域の最低反射値（２４０）と周辺道路非標識領域の最高非反射値（１００）との間のピクセル強度閾値は、撮像された道路非標識領域から撮像された路面標識領域を容易に分離する。

路面標識画像データの量および記憶するために必要とされるメモリは、２段階の従来のポータブルネットワークグラフィックス（ＰＮＧ）圧縮プロセス等の無損失画像圧縮アルゴリズムまたは技法を使用することによってさらに削減されてもよい。ＰＮＧは、画像忠実度の損失を伴わずに路面標識画像の正確なピクセル強度値を保つ、従来の無損失画像圧縮プロセスである。また、画像閾値化は、ランレングス符号化（ＲＬＥ）圧縮アルゴリズムとともに、画像データの量をさらに削減するが、ここで、正確なピクセル強度値は、２つの２進数値（０または１）のうちの１つに設定されている。

したがって、画像無損失圧縮が後に続く、画像フィルタリングの２段階プロセスは、画像忠実度の損失を伴わずに、道路画像データの量、したがって、これらのデータを記憶するために必要とされるメモリの量を大幅に削減する。

また、路面標識画像の忠実度を失うことなく、画像データの量を最小限化することの別の利点は、ここで、インターネットまたは無線（ＲＦ）モデム技術等の従来の通信チャネルを使用して、１つ以上の移動撮像車両から遠隔に位置するリポジトリおよび処理設備へ路面標識画像データを迅速かつ効率的にアップロードすることが実行可能になることである。

遠隔リポジトリおよび処理設備は、後に、複数の車両から全ての路面標識画像データを記憶し、高性能計算リソースを使用して、必要な機械視覚画像処理計算を行う。各車両上の広範なメモリ記憶を最小限化することができる。また、集中処理設備を有することにより、各撮像車両において高性能計算リソースを有する必要性を排除する。

加えて、長い道路（州間高速道路等）の反対端を撮像する複数の車両からの画像データは、中心位置内に位置する全ての道路画像データを有することによって、用意に組み合わせることができる。したがって、路面標識の全長に対する連続的な最良適合路面標識関数を、アップロードされるデータから計算し、後に、複数の撮像車両から処理して組み合わせることができる。中心位置はまた、将来のアクセスのために、路面標識画像および生成された最良適合路面標識経路を含む、全てのデータをアーカイブに保管することもできる。

次いで、路面標識画像データおよび後続の機械視覚画像処理分析は、遠隔リポジトリおよび処理設備から、他のユーザによって、または他の用途のために、遠隔でアクセスする（すなわち、ダウンロードする）ことができる。例えば、路面マーカストライピングトラックは、以前にアップロードされた路面標識画像データから、遠隔設備において計算される連続的な最良適合路面標識経路関数にアクセスしてダウンロードし、再舗装された道路上に元の路面標識を再作成するためにこの経路関数を使用することができる。また、舗装機および除雪機等の他の建設機器は、それらのそれぞれの機能のために、路面標識経路関数にアクセスして使用することができる。

したがって、複数の車両から取得される全ての画像データが、中心設備にアプロードされ、所望の機械視覚画像処理分析が、個々の車両の代わりに、この単一の設備で計算されることが、より効率的である。

加えて、アプロードするプロセスの前に、フィルタにかけられて圧縮された道路画像データを暗号化することもまた、不正アクセスを防止し、遠隔リポジトリおよび処理設備への伝送プロセス中に強化されたセキュリティを提供する。

一実施形態によると、本発明は、道路表面上で明白な少なくとも１つの実際の路面標識を含有する、画像データを生成するための少なくとも１つの撮像装置を有する車両と、車両上に搭載されるＧＰＳアンテナと、ＧＰＳアンテナのＧＰＳ位置を判定するためにＧＰＳアンテナに応答するＧＰＳ受信機と、路面標識のＧＰＳ位置を判定し、画像データをフィルタにかけて圧縮するために撮像装置およびＧＰＳ受信機に応答する装置であって、フィルタにかけられて圧縮された画像データは、路面標識の画像データを含有する、装置と、画像データから路面標識特性を分析するために、フィルタにかけられて圧縮された画像データを遠隔位置へ伝達するための装置とを含む、遠隔位置における路面標識の特性を判定するためのシステムを提供する。

図面を参照すると、上記で詳細に説明されるように、図６は、デカルト座標系１６によって画定されるｘ軸に沿って、道路２の区切られた車線１１ａ内を移動する、第１の位置における移動車両１を図示する。加えて、図７を参照すると、車両１は、図６に示される第１の位置で示され、支持体４０によって車両１の屋根１９の上方に支持された固定ＧＰＳアンテナ５１０を有する。撮像装置５０は、車両１の左側１２に搭載され、中心標識３０の区分３０ａを含む車両１の進行方向の左側に、道路表面１７の領域５５を撮像するように調整可能に位置付けられる。第２の側面搭載型撮像装置６０は、縁標識２５の区分２５ａを含む道路１７の領域６５を撮像するように、車両１の右側に調整可能に位置付けられる。図６および７の両方では、車両１の位置は、道路区画３０ａ全体が撮像装置５０によって撮像され、道路区画２５ａ全体が撮像装置６０によって撮像されるようなものである。撮像装置５０および６０は、本書で説明されるように、調整可能な撮像装置マウントを使用して、車両１上のそれらのそれぞれの位置に整合させられ、添着されてもよい。

ここで、加えて、図２０を参照すると、撮像装置５０の捕捉画像１０１が、（図６および７に示されるような）その第１の位置で車両１を有して示され、捕捉された撮像領域１０１全体を縦方向に横断して延在する道路区画３０ａの捕捉画像１０５を含む。ｕ−ｖ垂直軸を伴い、左上側の角にその原点を有する、画像デカルト座標系１０１ａもまた、各捕捉画像１０１に定義される。整合させられた撮像装置５０および６０については、それらのそれぞれの画像のｕ軸は、道路座標軸ｘと実質的に平行となるであろう。

道路区画３０ａの捕捉画像１０５は、ｕ軸方向に連続的である。捕捉画像１００全体はまた、領域５５内に含有される非標識道路表面に対応する相当量の撮像された非標識道路表面１１５も含む。標識区画２５ａを包囲する相当量の撮像された非標識道路表面とともに、路面標識区画２５ａの画像を有する、類似画像が、撮像装置６０によって捕捉される。

図２１および２２は、それぞれ、図６および７に示されるような同一の移動車両１を図示するが、ここでは、座標系１６の正のｘ方向へ第１の位置から縦方向に変位させられた第２の位置にある。撮像装置５０は、依然として同一の道路領域５５を撮像するが、車両１が移動しているため、ここでは、路面標識３０の新しい区画３０ｅが撮像されている。撮像装置６０は、同様に、ここでは路面標識２５の新しい区画２５ｅを含む、道路領域６５を撮像する。

加えて、図２３を参照すると、（図２１および２２に示されるように）第２の位置に車両１を伴う撮像装置５０の捕捉画像１０２が示され、道路区画３０ｅの画像１２５を含む。この場合の撮像された道路区画１２５は、図２０の画像１０５のように画像領域全体を縦方向に横断して延在しない（これは、当然ながら、撮像された道路区画１２５に関する車両１の位置に依存する）。捕捉画像１０２はまた、領域５５中で撮像される非標識道路表面に対応する、相当量の撮像された非標識道路表面１３５も含む。全ての画像に関して、画像参照デカルト座標系１０２ａが画定され、画像１０２の左上側の角にその原点を有し、位置付けられて示されている。

ここで図２４ａを参照すると、画像１４１は、道路領域５５（または６５）がそれぞれの路面標識要素および非標識道路１４２を含む場合に生じる、２つの道路区画の画像１４６および１５１を示す。言い換えると、画像１４１で捕捉されると、非標識道路１４２の間隙が２つの道路区画１４６および１５１の間で生じる。相当量の非標識道路１４２もまた、道路区画１４６および１５１の周囲に存在する。全ての画像に関して、画像参照デカルト座標系１４１ａが示されている。

図２４ｂを参照すると、画像１５６は、いかなる路面標識要素も伴わない路面標識領域５５（または６５）の非標識道路１５２の画像を示す。換言すると、画像１５６で捕捉されると、いかなる路面標識も捕捉されない。したがって、画像１５６全体は、非標識道路１５２のものである。全ての画像に関して、画像参照デカルト座標系１５６ａが示されている。

撮像された路面標識区画を有する上記の画像の全てについては、車両１が車線１１ａに沿って、かつ車線１１ａ内で縦方向に移動すると、大量の非標識道路表面積１１５、１３５、１４２、および１５２が、表面積５５および６５のそれぞれの画像の中に存在する。また、いかなる路面標識要素も含有しない、撮像装置５０および／または６０によって撮像される領域（例えば、非標識道路１５２）があってもよい。大量の非標識道路表面積を提供するための１つの理由は、撮像のためにある程度の許容度を可能にすることである。具体的には、車両１は、高速で操作されてもよく、路面標識は、カーブ、丘、および同等物に沿って位置付けられてもよい。したがって、より広い領域を撮像することにより、標識が画像内で捕捉されることを確実にする。

ここで図２５を参照すると、いくつかの構成要素およびシステムを備える、車両１内に含有された１つの好ましい実施形態の略ブロック図５００が示されている。ＧＰＳアンテナ５１０、ＧＰＳ受信機２２、プログラム可能な同期化回路５３０、撮像装置５０、レンズ７５、開口７６、投光照明５１、撮像装置６０、レンズ９５、開口９６、投光照明６１、双方向通信バス５４０、ディスプレイ５５０、キーボード５６０、ジョイスティック５７０、コンピュータ５８０、車両速度検出器５４５、再帰反射計８１および９１、無線送受信機（ＲＦモデム）５８３、無線送受信機アンテナ５８４、およびバッテリ動作型電力供給部５９０が含まれる。ＧＰＳ受信機２２、同期化回路５３０、撮像装置５０および６０、レンズ７５および９５、開口７６および９６、速度検出器５４５、投光照明５１および６１、再帰反射計８１および９１、無線送受信機５８３、およびコンピュータ５８０は、電気的に相互接続され、双方向バス５４０を介して相互に通信している。

コンピュータ５８０は、撮像装置５０および６０を制御およびトリガするための画像取得システム５８２、正確な時間間隔を計算するためのリアルタイムクロック（図示せず）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）５８１、ＵＳＢポート、インターネット接続、および無線通信能力を有する、従来のコンピュータである。ソリッドステートドライブ５８１は、コンピュータ５８０から可撤性であり得、および／またはそれに固定されてもよい。

加えて、キーボード５６０は、双方向バス５６１を介してコンピュータ５８０に接続し、好ましい実施形態のユーザがデータをコンピュータ５８０に入力するための方法を提供する。ディスプレイ５５０は、専用双方向バス５５１を介してコンピュータ５８０に接続し、コンピュータ５８０によって生成される標識画像の視覚化をユーザに提供し、他の情報を好ましい実施形態のユーザに視覚的に表示する。ジョイスティック５７０は、有線接続５７１を介してコンピュータ５８０に接続し、電動式撮像装置マウントを制御するために使用される。

ディスプレイ５５０、キーボード５６０、およびジョイスティック５７０は、従来のコンピュータ周辺機器である。また、従来のマウスも、ケーブル（図示せず）を介してコンピュータ５８０に接続される。キーボード５６０、ディスプレイ５５０、ジョイスティック５７０、およびマウスはまた、無線接続またはケーブルおよび無線接続の組み合わせを介して、コンピュータ５８０と通信するか、または、コンピュータ５８０と通信するためにバス５４０に直接接続することもできる。

ＧＰＳアンテナ５１０は、遠隔ＧＰＳ衛星システムおよび／またはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波５０５を受信する。ＧＰＳアンテナ５１０は、ＧＰＳ受信機２２の入力に伝導的に接続される。電波５０５は、加えて、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）サービスプロバイダ信号（明示的に図示せず）を含むこともできる。

無線送受信機５８３は、無線アンテナ５８４に接続し、遠隔リポジトリおよび処理設備８５０（図２９に示される）等の１つ以上の遠隔位置から着信電波５８５を受信し、１つ以上の遠隔位置へ発信電波５８６を伝送することができる。遠隔リポジトリおよび処理設備８５０は、車両１から離れた距離に位置する、建築物または同等物であってもよい。

加えて、図１２を参照すると、ＧＰＳ受信機２２はまた、同期化回路５３０の入力接続へ流動するライン５９４上に周期的パルス信号６００を出力する。周期的パルス信号６００の発生時間は、正確に把握される。例えば、ＴｒｉｍｂｌｅＧＰＳ受信機モデル番号ＢＤ９８２は、対応するＡＳＣＩＩ形式の協定世界時（ＵＴＣ）時間タグ（すなわち、正確なパルス発生時間）を伴う毎秒１パルス（１ｐｐｓ）信号６００を提供する。

加えて、図１３を参照すると、同期化回路５３０は、従来の位相ロックループ回路（位相検出器６５０、低域通過フィルタ６５５、および電圧制御発振器６６０を有する）と、位相ロックループフィードバック経路６６７に挿入されたプログラム可能な除算回路６６５とを備える。

例えば、加えて、ここで図１４を参照すると、２値デジタル信号「００００００１０」（２という除算器整数値を表す）を伴ってプログラムされる８ビットのプログラム可能な除算器（Ｎで除算するカウンタ）６６５は、除算器６６５に信号６００の周期を２で除算させる。これは、信号６００の周波数の２倍である周期的信号６１０を生成する。例えば、毎秒１パルス信号６００、および除算器６６５にプログラムされる２で除算する整数値については、電圧制御発振器６６０から出力され、ライン５９６上に配置されるであろう、毎秒２パルスの周波数（０．５秒に等しい期間）を有する、周期的信号６１０を生成する。

位相ロックループはまた、ストローブパルス６００への優れた周波数トラッキングも維持する。信号６００の発生時間および除算器整数を把握することにより、周期的パルス信号６１０の立ち上がりエッジ６１５が生じるときの正確な時間を定義する。したがって、同期化回路５３０は、信号６００と等しい、またはより高い周波数を有し、かつ信号６００と同期化した周期的信号６１０を生成するために、コンピュータ５８０を介してプログラムすることができる。

トリガ信号６１０に応答して、画像取得システム５８２は、それぞれ、領域５５および６５の画像を捕捉するように、撮像装置５０および６０を同時にトリガする。次いで、領域５５および６５の捕捉画像は、後に、コンピュータデータメモリ７２０（図２６参照）に記憶される。データメモリはまた、ソリッドステートドライブメモリ５８１を含む。以下で議論されるように、各捕捉画像とともに、画像インデックス番号、時間、および各画像の補間ＧＰＳ地理的位置がある。撮像装置５０および６０は、信号６１０の立ち上がりエッジ６１５上でトリガされるが、撮像装置５０および６０はまた、信号６１０の立ち下がりエッジ６２０上でトリガすることもできると仮定される。

信号６００の周波数より高い周波数で撮像装置５０および６０をトリガすることにより、全パルス６００に対する道路表面５５および６５の１つまたは複数の画像を提供する。実施例として、２という同等の整数値を伴うコンピュータ５８０のプログラム除算回路６６５を有することにより、同期化回路５３０に、図１４に示されるような信号６００の周波数の２倍であるトリガ信号６１０を生成させる。

ここで図２６を参照すると、コンピュータ５８０はさらに、コンピュータオペレーティングシステム７００と、プログラムメモリ７１０と、データメモリ７２０とを含む。コンピュータオペレーティング７００は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ製のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）７、Ｕｎｉｘ（登録商標）系ＯＳ、またはＡｐｐｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒＯＳシステム等の従来のオペレーティングシステム（ＯＳ）であってもよい。データメモリ７２０は、従来のコンピュータ読み書きメモリである。例えば、メモリ７２０は、従来のソリッドステートドライブ５８１、高速ハードディスクドライブ、および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、あるいは他のコンピュータメモリ技術を、別々に、または組み合わせて含むことができる。

プログラムメモリ７１０は、同期化および位置補間プログラム７３０と、画像フィルタリングプログラム７３５と、画像圧縮プログラム７５５と、画像暗号化プログラム７８５とを備える。プログラムメモリ７１０はまた、機械視覚プログラム７４０と、点検プログラム７５０と、サンプリングプログラム７６０と、曲線適合プログラム７７０と、曲線オフセットプログラム７８０とを備える。

同期化および位置補間プログラム７３０は、（以下で、および図１６を参照して議論される）ＧＰＳ受信機２２における待ち時間を補正し、したがって、各捕捉画像の正確なＧＰＳ地理的位置を判定する。加えて、プログラム７３０は、ＧＰＳ由来の時間タグを判定し、各捕捉画像の連続的な画像インデックス番号および補間ＧＰＳ位置（例えば、図２３に示される画像参照座標系１０２ａのＧＰＳ位置）を提供する。次いで、これらのデータの全ては、未加工画像データとともに、データメモリ７２０に記憶される。

ここで図１６を参照すると、同期化周期的信号６１０とともに、パルス６００が示されている。周期的パルス６１０（最初の２つのパルスが６１０ａおよび６１０ｂとして示されている）の立ち上がりエッジ（最初の２つの立ち上がりエッジ６１５ａおよび６１５ｂが示されている）が、画像取得システム５８２をトリガするために使用され、それによって、それぞれ、撮像装置５０および６０から領域５５および６５の画像を取得する。瞬間ｔ１で、受信機２２は、ＧＰＳ地理的位置およびＧＰＳ時間データを取得する。これらのデータは、位置および時間データ取得が瞬間ｔ１で取得された後の時間間隔Δｔ１中に利用可能である。瞬間ｔ１は、パルス６００の立ち上がりエッジ６０２で生じることができ、したがって、パルス６００に同期化されるであろう、またはパルス６００の立ち上がりエッジ６０２から時間間隔ｔｘだけ遅延させることができる。時間間隔Δｔ１は、ＧＰＳ受信機が衛星信号５０５からＧＰＳ時間およびＧＰＳ地理的位置値を計算するために計算時間を必要とするため、または他の理由により生じる、待ち時間として定義される。

同様に、瞬間ｔ２で、ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ地理的位置およびＧＰＳ時間データを取得する。時間間隔Δｔ２は、瞬間ｔ２と関連付けられる待ち時間として定義される。これらのデータは、位置および時間データが瞬間ｔ２で取得された後の時間間隔Δｔ２中に利用可能である。瞬間ｔ２は、ｔ１の後に事前設定された時間間隔で生じることができ、または瞬間ｔ２およびｔ１は、周期的に生じることができる。いずれにしても、画像トリガ信号６１０ａおよび６１０ｂが瞬間ｔ１または瞬間ｔ２と同期化されず、したがって、画像の正確なＧＰＳ地理的位置が高度な位置精度内で把握されない可能性がある。

それぞれ、撮像装置５０および６０からの領域５５および６５の画像の正確なＧＰＳ座標は、最初に時間間隔（ｔ２−ｔ１）およびＧＰＳ地理的位置差（またはＥＮＵ座標の同等の位置差）を判定することによって、時間６１５ｂにおいて判定される。パルス６１０ｂの立ち上がりエッジ６１５ｂのＵＴＣ時間タグを把握することにより、時間間隔ｔｚを生じる。ｔｚおよび時間間隔（ｔ２−ｔ１）を把握すると、立ち上がりエッジ６１５ｂによってトリガされる画像の地理的位置を判定するために、単純な線形補間が使用される。

加えて、図２７を参照すると、撮像装置５０および６０からの各トリガされた画像は、その全てがプログラム７３０によってデータメモリ７２０に記憶される、捕捉画像を連続的に識別する関連画像インデックス番号９０１と、（路面標識を含む場合もあり、含まない場合もある）従来のビットマップ形式の道路領域の実際の捕捉画像９０２と、ＧＰＳ由来時間タグ９０３（すなわち、画像が取得された時間）と、画像の関連ＧＰＳ地理的位置９０４とを含む、データブロック９００を有する。再帰反射計８１および９１からのデータはまた、各画像とともに、データバス５４０を介してコンピュータ５８０によって入力され、データブロック９００に添付される（図示せず）。次いで、データブロック９００は、矢印９４５によって示されるように、画像フィルタリングプログラム７３５に渡される。

画像フィルタリングプログラム７３５は、画像を切り取ることによって、非標識道路表面積の大量の画像を含有する、画像のこれらの部分を除去することによって各画像をフィルタにかける。切り取ることにより、所望の路面標識区画画像、および路面標識区画画像を包囲する非標識道路表面のわずかな部分を維持するが、大量の周辺の撮像された非標識道路表面を排除する。

図２８を参照すると、路面標識画像１０５を包囲する点線として描写される、切り取られた画像１７６が、元の画像１０１（図２０）の上に重ねられて示されている。切り取られた画像１７６は、画像１０１全体を横断して延在し、路面標識要素３３ａの元の路面標識区画画像１０５、および画像１０５を包囲する画像領域１０６のわずかな部分を含有するが、非標識道路表面１１５のこれらの画像を含まない、長方形のウィンドウ領域である。画像１０５を包囲する画像領域１０６のわずかな部分は、路面標識画像１０５と周辺道路非標識表面１１５との間のグレースケールピクセル強度値比較を判定することができるように、非標識道路画像を十分に提供する。加えて、元の画像１０１の元の座標系１０１ａ（ｕ−ｖ軸）に関する切り取られた画像１７６の座標系１０１ｂ（ｕ’−ｖ’軸）の位置を画定する、座標オフセットが判定される。これは、切り取られた画像の座標オフセット９０９として記憶される。切り取られた画像の座標オフセット９０９は、元の画像１０１内で切り取られた画像１７６の再配置を可能にする。二重路面標識要素画像については、切り取る長方形が、両方の路面標識要素を含むように、ｖ方向に拡張されるであろう。

道路領域画像を切り取ることにより、元のフィルタにかけられていない画像データ９０２と比べて、路面標識要素３３ａの画像１０５を記憶するために必要なメモリの量を削減し、また、分析されなければならない道路画像標識データの量を最小限化して、後続の画像分析アルゴリズムの速度を増加させる。他の画像フィルタリングアルゴリズムがさらに、切り取られた路面標識要素画像１７６に適用され、全体または適応最適画像閾値化等の従来の画像処理区分化アルゴリズムを含んでもよい。

この技法は、周辺道路表面画像１０６に対して実質的に対比されている、路面標識画像１０５とうまく連動し、それによって、画像ピクセル強度値のグレーレベルバイモーダル分布を生成する。閾値を下回るピクセル強度値は、０（黒色）に設定され、「０」という２進数を割り当てられ、閾値に等しいか、または閾値を上回るピクセル強度値は、２５５（白色）に設定され、「１」という２進数を割り当てられる。例えば、白色路面標識要素１０５は、その撮像されたピクセルの全てを２５５に設定させ、周辺マカダム道路表面１０６は、その撮像されたピクセルの全てを０に設定させるであろう。閾値は、従来の方法によって最適に選択され、例えば、路面標識画像領域の最低反射値と、各画像の周辺道路非標識領域の最高非反射値との間の平均を得ることを含むことができる。

路面標識要素１０５と周辺道路表面１０６との間の低い画像コントラストの事例については、投光照明５１および６１は、画像１０５および１０６の間のグレースケールコントラストをさらに強化する周囲光によって提供されるものを上回って、画像道路領域を照射するように、コンピュータ５８０によってオンにされる。それぞれ、投光照明５１および６１を用いて、道路領域５５および５６の照度を外部から制御することにより、周辺道路表面画像１０６に関して路面標識要素画像１０５のグレースケール値を比較するための一定の照度規格を提供する。

切り取られた道路画像１７６の閾値フィルタリングは、路面標識要素画像１０５および周辺道路表面画像１０６の両方のグレースケール値の変動を失うが、道路画像データの量をさらに削減することができる。

図２４ｂに示されるような任意の路面標識要素を欠いた画像については、ヌルインジケータが画像番号９０１に添付される。例えば、図２４ｂに示される画像が、画像番号「５３６」を有し、いかなる識別可能な路面標識要素画像も有さない場合には、画像番号は、画像フィルタリングプログラム７３５によって処理された後に、いかなる路面標識要素も画像内で検出されないことを「ｘ」が示す、「５３６ｘ」に変更されるであろう。入力データブロック９００は、画像データ９０２をフィルタにかけさせ、フィルタにかけられた画像データ９０２ａになることによって、画像フィルタリングプログラム７３５によって修正され、ここではデータブロック９１５として画定されている座標オフセット９０９を含むように、さらに拡張される。次いで、フィルタにかけられた画像は、矢印９４６によって示されるように、画像圧縮プログラム７５５上に渡され、また、データメモリ７２０に記憶されてもよい。

画像圧縮プログラム７５５は、データブロック９１５を入力し、無損失画像圧縮アルゴリズムを使用して、フィルタにかけられた画像データ９０２ａを圧縮する。典型的な無損失圧縮形式は、ポータブルネットワークグラフィックス（ＰｏｒｔａｂｌｅＮｅｔｗｏｒｋＧｒａｐｈｉｃｓ）形式（一般的にはファイル拡張子．ｐｎｇを有する）を含む。画像圧縮技法はまた、閾値フィルタにかけられた画像に適用することもできる。無損失圧縮は、いかなる生成損失も伴わずに、すなわち、ジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ；ＪＰＥＧ）（一般的にファイル拡張子．ｊｐｇを有する）圧縮アルゴリズム等の「不可逆圧縮アルゴリズム」を使用して被り得る、繰り返しの圧縮および解凍サイクル後の画質の進行性劣化を伴わずに、元の撮像された路面標識区分１０５および周辺の撮像された道路表面領域１０６のピクセル強度値の正確な複製を可能にする。

画像圧縮プログラム７５５は、画像番号９０１、圧縮された（およびフィルタにかけられた）画像データ９０２ｂ、座標オフセット９０９、画像取得の時間９０３、およびＧＰＳ画像位置９０４を有する、データブロック９３２を出力する。データブロック９３２は、矢印９４７によって示されるように、画像暗号化プログラム７８５に渡され、さらにデータメモリ７２０に記憶されてもよい。画像暗号化プログラム７８５は、データブロック９３２を入力し、圧縮画像データを暗号化された画像データ９０２ｃに暗号化する。画像暗号化プログラム７８５は、公開キーまたは非公開キー暗号化を使用してもよい。圧縮された画像データ９０２ｂを暗号化するための１つの理由は、第３者による不正データアクセスを防止することである。

次いで、画像暗号化プログラム７８５は、矢印９４８を介してデータブロック９３４を無線送受信機５８３に出力し、次いで、データブロック９３４は、電波５８６を介して遠隔リポジトリおよび処理設備８５０等の遠隔位置へ、アンテナ５８４を介して伝送され、データブロック９３４はさらに、データメモリ７２０に記憶されてもよい。データブロック９３４は、画像取得の時間中に伝送される得るか、または後で伝送され得ることを理解されたい。また、暗号化が必要とされない場合には、データブロック９３２を無線送受信機５８３に送信することができ、次いで、アンテナ５８４を介して伝送される。

ここで図２９を参照すると、いくつかの構成要素およびシステムを備える、好ましい実施形態の遠隔リポジトリおよび処理設備８５０の略ブロック図が示されている。構成要素およびシステムは、無線送受信機アンテナ８５５と、無線送受信機（ＲＦモデム）８６０と、双方向通信バス８７０と、コンピュータ８６５と、ディスプレイ８６６と、キーボード８６７とを含む。遠隔リポジトリおよび処理設備８５０は、固定位置にあり得るか、または移動車両上に位置することができる。いずれにしても、電力が設備８５０の全ての要素に供給されると仮定される。

無線送受信機８６０およびコンピュータ８６５は、バス８７０を介して相互に双方向通信している。加えて、キーボード８６７は、専用双方向バス８６９を介してコンピュータ８６５に接続し、好ましい実施形態のユーザがデータをコンピュータ８６５に入力するための方法を提供する。ディスプレイ８６６は、専用双方向バス８６８を介してコンピュータ８６５に接続し、（図３３ｂに示されるような）コンピュータ８６５によって生成される路面標識画像の視覚化をユーザに提供し、他のデータおよび情報を好ましい実施形態のユーザに視覚的に表示する。

ディスプレイ８６６およびキーボード８６７は、従来のコンピュータ周辺機器である。従来のマウスも、ケーブル（図示せず）を介してコンピュータ８６５に接続される。キーボード８６７、ディスプレイ８６６、およびマウスはまた、無線接続またはケーブルおよび無線接続の組み合わせを介して、コンピュータ８６５と通信するか、または、コンピュータ８６５と通信するためにバス８７０に直接接続することもできる。

無線送受信機８６０は、無線アンテナ８５５に接続し、１つ以上のシステム５００（図２５）を含む１つ以上の遠隔位置から着信電波５８６を受信し、１つ以上の遠隔位置へ発信電波５８５を伝送することができる。無線送受信機８６０は、バス８７０を介して、電波５８６に含有されたデータをコンピュータ８６５に送信する。無線送受信機８６０は、１つより多くの車両１から着信電波５８６を受信するであろう、そして従来の通信技法を使用して、これらの着信電波５８６を同時に処理することができるであろうと予想される。設備８５０は、従来の通信技法を使用して、アンテナ８５５を介してデータを受信および送信する任意の数の車両１に役立つ能力を有する。

ここで図３０を参照すると、コンピュータ８６５はさらに、コンピュータオペレーティングシステム１０００と、プログラムメモリ１０１０と、データメモリ１０２０とを含む。コンピュータオペレーティングシステム１０００は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ製のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）７、Ｕｎｉｘ（登録商標）系ＯＳ、またはＡｐｐｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒＯＳシステム等の従来のオペレーティングシステム（ＯＳ）であってもよい。データメモリ１０２０は、従来のコンピュータ読み書きメモリである。例えば、データメモリ１０２０は、従来のソリッドステートドライブ、高速ハードディスクドライブ、および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、あるいは他のコンピュータメモリ技術を、別々に、または組み合わせて含むことができる。プログラムメモリ１０１０は、画像解読プログラム１０３０と、画像逆圧縮プログラム１０３５と、画像逆フィルタプログラム１０４０と、機械視覚プログラム１０４５と、画像繋ぎ合わせプログラム１０５０と、点検プログラム１０５５と、サンプリングプログラム１０６０と、曲線適合プログラム１０６５と、曲線オフセットプログラム１０７０とを備える。

加えて、図３１を参照すると、無線送受信機８６０は、矢印１１１０として注記される、バス８７０を介して、（データブロック９３２の非暗号化データまたは暗号化データブロック９３４のいずれか一方である）電波５８６内に含有されたデータブロック１１００をコンピュータ８６５に渡す。（暗号化データブロック９３４のための）データブロック１１００は、画像番号９０１と、暗号化画像データ９０２ｃと、座標オフセット９０９と、画像が捕捉された時間９０３と、画像が捕捉された時間での対応するＧＰＳ画像位置９０４と、任意の再帰反射データとを含む。

次いで、データブロック１１００は、暗号化画像データ９０２ｃを解読された画像データ９０２ｂに解読し、画像暗号化プログラム７８５の暗号化を逆転させる、画像解読プログラム１０３０に入力される。画像解読プログラム１０３０は、ここでは、画像番号９０１、解読された（但し、依然として圧縮されてフィルタにかけられた）画像データ９０２ｂ、座標オフセット９０９、時間９０３、およびＧＰＳ画像位置９０４を含む、データブロック１２００を形成する。次いで、データブロック１２００は、矢印１１２０によって注記される画像逆圧縮プログラム１０３５に渡される。

画像逆圧縮プログラム１０３５は、データブロック１２００を入力し、プログラム７５５によって以前に適用された画像圧縮を逆転させ、すなわち、以前に圧縮された切り取られた画像９０２ａを復元し、データブロック１３００を形成する。圧縮されていない切り取られた画像９０２ａは、画像閾値化を適用させた切り取られた画像を伴う、または伴わない、実際の切り取られた画像である。

ここで、データブロック１３００は、画像番号９０１と、圧縮されていない（が依然として切り取られた）画像データ９０２ａ、座標オフセット９０９、時間９０３、およびＧＰＳ画像位置９０４とを含む。次いで、データブロック１３００は、矢印１１３０によって注記される、画像逆フィルタリングプログラム１０４０上に渡される。データブロック１３００はまた、機械視覚プログラム１０４５上にも渡される（図３２参照）。

したがって、機械視覚プログラム１０４５は、切り取られた画像を処理し、したがって、縁発見、幾何学的計算、および他の計算等の画像プロセス計算を行うように、はるかに削減された量の画像データと相互作用する。これは、必要とされる計算時間の量を減少させる。画像逆フィルタリングプログラム１０４０は、道路表面領域の画像の表示全体内に切り取られた画像を位置付けるために、座標オフセットデータ９０９を使用するが、周辺道路表面の以前に切り取られた画像の実際のグレースケール値は、正確には複製されないであろう。

データブロック１３５０は、画像番号９０１と、（周辺の以前に切り取られた道路表面積のグレースケール値が正確には複製されないが）画像データ９０２と、時間９０３と、ＧＰＳ画像位置９０４とを含む。次いで、データブロック１３５０は、矢印１１４０によって注記される、データメモリ１０２０に記憶される。

ここで図３２を参照すると、機械視覚プログラム１０４５は、画像データ９０２ａに所望の計算を行うようにユーザ定義計算入力１４００によって選択される、いくつかの機械視覚アルゴリズムを含む。これらの計算は、例えば、縁検出、幾何学的計算、撮像されたオブジェクトの距離計算、および他の幾何学的機械視覚計算を含んでもよい。ユーザは、キーボード８６７を使用することによって、定義された計算を選択する。

例えば、機械視覚プログラム１０４５は、フィルタにかけられた（切り取られた）画像の視野内の路面標識縁のＧＰＳ位置、路面標識要素の実際の幅および長さ寸法、ＧＰＳ路面標識画像位置９０４および座標オフセット９０９からの切り取られた道路画像参照座標系（例えば、図２８の座標系１０１ｂ）、および路面標識の面積等の他の路面標識特性を判定するように、ユーザ定義計算入力１４００によってユーザが選択するアルゴリズムを含む。

また、機械視覚プログラム１０４５はまた、フィルタにかけられた（切り取られた）路面標識要素画像のグレースケール値、および周辺道路非標識画像（例えば、図２８に示される路面標識要素画像１０５および領域１０６）を使用して、路面標識の反射率、周辺道路表面の反射率、および路面標識の反射率と周辺道路表面の反射率との間の相対差を判定するように、ユーザ定義ユーザ計算入力１４００を適用することをユーザが選択し得る、アルゴリズムも含む。例えば、路面標識３０の区分３０ａの画像が、（８ビット強度量子化を仮定して）０から２５５のグレースケール値に基づいて、２２０という値（非常に「白色」）を有し得る一方で、周辺道路表面（アスファルトマカダム等）は、２０という値（非常に「黒色」）を有し、路面標識区分３０ａと周辺道路表面との間に２００というグレースケールコントラスト差を生じ得る。閾値フィルタにかけられた画像を使用することにより、グレースケール変動を生成せず（ピクセル強度値が０または２５５のいずれか一方である）、この反射率計算にとって所望の結果を生成しないであろう。

機械視覚プログラム１０４５はさらに、路面標識のグレースケール値を使用して面積「充填率」を判定するように、同様にユーザ定義計算入力１４００によって選択され得るアルゴリズムを含む。機械視覚プログラム１０４５は、なおもさらに、路面標識間の横方向距離を（すなわち、座標系１６のｙ方向に）計算するように、同様にユーザ定義計算入力１４００によって選択され得、例えば、車線１１ａの幅および／または二重路面標識間の横方向間隔を判定することができる、アルゴリズムを含む。機械視覚プログラム１０４５はまた、以前にデータブロック１３００に添付された再帰反射器８１および９１からの再帰反射データを入力するように、ユーザ入力１４００によってプログラムされてもよい。

機械視覚プログラム１０４５は、後に、ブロック１３００内に含有された元のデータに加えて、ここで所望のユーザ定義計算１４００を含むように、元のデータブロック１３００を拡張する。例えば、データブロック１３００は、路面標識寸法９０５（例えば、路面標識幅および長さ）、面積充填率９０６、およびグレースケール反射率値９０７を含むように拡張し、その全ては、ここで、データブロック１３１０内にグループ化され、後に、データメモリ１０２０に記憶される。再帰反射データが必要とされる場合、データブロック１３１０は、再帰反射データを含むようにさらに拡張される。車線幅等の他のデータがデータブロック１３１０に含まれてもよい。

次いで、データブロック１３１０は、矢印１１５０によって示されるように、点検プログラム１０５５に渡され、また、画像繋ぎ合わせプログラム１０５０にも渡される。点検プログラム１０５５は、データブロック１３１０およびユーザ定義路面標識規格データ１４１０の両方を入力し、さらに、データブロック１３１０に記憶されたデータと路面標識規格データ１４１０との間の比較を行う。定義された路面標識規格データ１４１０を満たさない任意の路面標識は、コードでフラグを付けられ、データブロック１３２０の誤差フラグ区分９０８に記憶される。

例えば、データブロック１３２０は、番号「３３」として画像インデックス番号９０１ａを有する、点検プログラム１０５５の出力として示されている。データブロック１３２０には、誤差フラグ区分９０８が添付される。区分９０８内には、画像「３３」から導出された路面標識が、例えば、路面標識幅規格を満たさなかったことを示す、誤差フラグ０６が記憶される。データブロック１３１０に記憶されたデータと路面標識規格データ１４１０との間の比較で不合格になる全てのデータは、以降の分析および／または改善作業のために、矢印１１６０によって示されるようにデータメモリ１０２０に記憶される。データブロック１３１０および１３２０はまた、無線送受信機８６０および電波５８５を介して、ストライピングトラック、舗装機、または他の建設車両等の他の遠隔位置または車両にダウンロードすることもできる。

ここで図３３ａを参照すると、切り取られた路面標識画像の進行的時系列が、路面標識１６７０、１７００、および１８００について示されている。具体的には、時間ｔ１では、路面標識要素画像１６１０を含む、長方形の切り取りウィンドウ画像１６００が示されている。路面標識要素１６１０の終点１６２０および１６３０のＧＰＳ座標は、機械視覚プログラム１０４５によって以前に判定されている。

時間ｔ２では、切り取りウィンドウは、移動しており（車両１が移動している）、路面標識要素１６６０を含む。路面標識要素１６６０の終点１６４０および１６５０のＧＰＳ座標もまた、機械視覚プログラム１０４５によって判定されている。したがって、路面標識１６７０の開始および終了位置ならびに幅が、ここで判定される。このプロセスは、路面標識経路全体に継続する。例えば、時間ｔ３では、機械視覚プログラム１０４５は、再び、終点１６４０および１６５０の位置を判定し、時間ｔ４では、新しい路面標識１７００の終点１６８０および１６９０が判定される。このプロセスは、次の路面標識１８００に繰り返されるであろう。

図３３ｂを参照すると、従来の画像繋ぎ合わせプログラム１０５０は、路面標識要素の終点のＧＰＳ位置を使用し、完全な撮像された路面標識の連続複製を形成し、路面標識と路面標識の寸法との間で正しい距離を維持する。曲線適合プログラム１０６５は、データメモリ１０２０に以前に記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、離散ＧＰＳ座標データに最良適合する第１の連続数学関数を判定する。例えば、曲線１７５０は、路面標識１６７０、１７００、および１８００について曲線適合プログラム１０６５によって判定される連続関数を表す。曲線１７５０は、完全な路面標識経路を画定する。

曲線オフセットプログラム１０７０は、曲線適合プログラム１０６５によって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する。ユーザは、キーボード５６０を介して、この距離をプログラム１０７０に入力する。例えば、第１の関数は、道路２上の路面標識３０を表してもよい。道路縁標識線２５を画定する第２の関数は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよく、または第１の関数は、道路縁標識線２０を表してもよく、路面標識３０は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよい。

動作中に、車両１のオペレータは、道路境界標識、例えば、中心標識３０および道路脇標識２５によって画定される車線１１ａ内に車両１を維持して、道路２上で進行し始める。この時点で、電力供給部５９０がオンにされ、バス５９２を介して電力をシステムのそれぞれの構成要素に供給していることが仮定される。バス５９２を介して電力が印加されると、全ての構成要素が動作し始める。供給された電力に応答して、ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳアンテナ５１０からＧＰＳ信号５０５を入力し始め、ＧＰＳ地理的位置５０７および時間タグ情報を計算し始める。ＧＰＳ受信機２２はまた、ライン５９４上で同期化回路５３０に流動する周期的信号６００も生成する。

車両１の速度に応答して、コンピュータ５８０は、バス５４０上に配置される信号６７０を介して、同期化回路５３０のプログラム可能な除算回路６６５をプログラムする。プログラムされた除算回路６６５に応答して、同期化回路５３０は、バス５４０を介して、コンピュータ５８０内に含有された画像取得システム５８２に流動する信号６１０をライン５９６上に出力する。信号６１０に応答して、画像取得システム５８２は、それぞれ、路面標識領域５５および６５を捕捉するように、撮像装置５０および６０をトリガする。車両１の速度に応答して除算回路６６５をプログラムすることにより、路面標識の欠落区画がないように路面標識経路の連続的で完全な画像が撮像されるように、トリガ信号６１０の周波数が、重複画像を取得する速度で撮像装置５０および６０をトリガするために十分であることを確実にする。

画像トリガ信号６１０の周波数をプログラム可能にし、車両１の速度に依存させることにより、画像データを記憶するときにデータメモリ７２０の効率的な使用が起こることを確実にする。例えば、車両１は、信号機で停止させられ得るか、または交通渋滞において起こり得るような車両速度の有意な変動を被り得る。車両１の速度の関数として、画像トリガ信号６１０の周波数を調整することにより、路面標識の欠落区画がなく、完全な路面標識全体（および標識経路）が撮像されるように、依然として十分な画像重複を維持しながら、より低速の車両速度で、より少ない道路画像が撮影される一方で、より高速の車両速度で、より多くの道路画像が撮影されることを確実にする。

同期化および位置補間プログラム７３０は、各道路画像の正確な地理的位置を保証するように、ＧＰＳ受信機２２の待ち時間について各道路画像の位置データを補正し、各捕捉画像を連続的に画像インデックス番号９０１で番号付けし、次いで、データブロック９００として、インデックス番号９０１、捕捉画像データ９０２、画像取得の時間９０３、および道路画像のＧＰＳ位置９０４（例えば、図２８の座標系１０１ａの原点のＧＰＳ位置）をデータメモリ７２０に記憶する。次いで、画像フィルタリングプログラム７３５は、フィルタにかけられた画像データ９０２ａ（例えば、図２８の切り取られた画像１７６）を形成する画像データ９０２を切り取る。プログラム７３５は、座標オフセット９０９を計算し、データブロック９１５を形成する。

加えて、または代替案として、画像閾値化を使用して、切り取られた画像９０２ａをさらにフィルタにかけることができる。画像閾値化が所望される場合、コンピュータ５８０は、撮像された路面標識要素および撮像された道路表面の周辺の細片（例えば、図２８の路面標識要素画像１０５および周辺道路領域１０６）のグレースケール値に基づいて、一定で均一な光で、それぞれ、道路領域５５および６５を照射する、投光照明５１および６１をオンにし、所望であれば最適閾値を判定し、切り取られた画像をさらに処理する。いずれにしても、次いで、データブロック９１５は、画像圧縮プログラム７５５上に送られる。

次いで、画像圧縮プログラムは、フィルタにかけられた画像データを圧縮し、圧縮画像データ９０２ｂを形成する。データブロック９３２は、暗号化が所望されない場合に、データメモリ７２０に記憶し、および／または無線送受信機５８３に送信することができ、さらに画像暗号化プログラム７８５に渡される。画像暗号化プログラム７８５は、圧縮画像データ９０２ｂを暗号化し、暗号化画像データ９０２ｃを形成する。この時点で、データブロック９３４をメモリ７２０に記憶し、および／または無線送受信機５８３に送信することができる。データブロック９３４を受信すると、無線送受信機５８３は、電波５８６として、アンテナ５８４を介してデータブロック９３４を遠隔リポジトリおよび処理設備８５０に伝送する。

それによって、リポジトリおよび処理設備８５０のアンテナ８５５は、電波５８６を受信し、この高周波信号を無線送受信機８６０に伝導的に渡す。次いで、無線送受信機８６０は、電波信号５８６を復調し、矢印１１１０によって注記される、バス８７０を介して、データブロック１１００としてデータブロック９３４をコンピュータ８６５に渡す。データブロック１１００を受信すると、画像解読プログラム１０３０は、暗号化画像データ９０２ｃを復号し、データブロック１２００を形成する。データブロック９３２が受信された場合、画像解読プログラムは、迂回され、データブロック９３２は、画像逆圧縮プログラム１０３５に直接渡される。次いで、データブロック１２００は、画像逆圧縮プログラム１０３５に渡される。

画像逆圧縮プログラム１０３５は、データブロック１２００を入力し、画像データ９０２ｂを画像９０２ａに解凍し、データブロック１３００を形成する。画像９０２ａは、（例えば、図２８の路面標識画像１０５および周辺の撮像された非標識道路領域１０６を含む）実際の切り取られた画像であるか、または、次いで、閾値フィルタにかけられた切り取られた画像のいずれか一方である。次いで、データブロック１３００は、画像逆フィルタリングプログラム１０４０に渡される。

次いで、逆フィルタリングプログラム１０４０は、０というグレースケール値に設定された他の周辺道路画像領域１１５（図２８参照）（または適用可能である場合、完全な閾値化に対処するように修正される、すなわち、道路要素画像は、２５５というグレースケール値を有するであろう、そして周辺道路画像の画像は、０というグレースケール値を有するであろう）とともに、元の路面標識１０５および元の領域１０６を含む、道路領域５５および／または６５の画像全体の画像９０２を形成するために、座標オフセット９０９および位置９０４を使用し、後にデータメモリ１０２０に記憶される、データブロック１３５０を形成する。次いで、データブロック１３５０は、電波５８５を介して、無線送受信機８６０を通して遠隔でアクセスすることができる。

データブロック１３００はさらに、機械視覚プログラム１０４５に渡される。次いで、機械視覚プログラム１０４５は、矢印１１３０によって示される、データブロック１３００形式で記憶された画像を入力し、幾何学的計算を行い、路面標識の幅および長さ、グレースケール反射率、充填率、およびユーザ定義計算入力１４００によって定義されるような他の路面標識特性を判定する。

各画像のデータブロック１３００に記憶された元のデータは、ここで、図３２に示されるようにデータブロック１３１０を形成する、標識寸法９０５、面積充填率９０６、およびグレースケール反射率値９０７、ならびに任意の他のユーザ定義計算１４００を含むように拡張される。機械視覚プログラム１０４５はまた、各路面標識１６７０の開始１６２０および１６３０座標ならびに終了１６４０および１６５０座標も判定し、また、これらおよび後続の座標から、実際の路面標識間の相対間隔を判定することもできる。例えば、座標１６４０および１６５０ならびに座標１６８０および１６９０は、路面標識１６７０および１７００の間の長方形の非標識間隔の角座標を画定する。

点検プログラム１０５５は、図３２の矢印１１５０によって示されるようにデータブロック１３１０を入力し、また、ユーザ定義路面標識規格１４１０も入力する。次いで、点検プログラム１０５５は、データブロック１３１０内に含有されたデータを、路面標識規格１４１０内に含有された対応するデータと比較する。所望の規格を満たさない任意の路面標識は、フラグを付けられ、データブロック１３２０として矢印１１６０によって示されるようにメモリ１０２０に記憶される。

データブロック１３１０はまた、画像繋ぎ合わせプログラム１０５０にも渡される。画像繋ぎ合わせプログラム１０５０は、曲線適合プログラム１０６５によって画定されるような路面標識経路に沿って連続路面標識全体をともに繋ぎ合わせるために、各路面標識の開始および終了座標（例えば、路面標識１６７０の開始座標１６２０および１６３０ならびに終了座標１６４０および１６５０）を使用する。曲線適合プログラム１０６５は、データメモリ１０２０に以前に記憶された、サンプリングされたＧＰＳ座標データを入力し、路面標識経路を画定するように離散ＧＰＳ座標データに最良適合する第１の連続数学関数を判定する。

曲線オフセットプログラム１０７０は、曲線適合プログラム１０６５によって判定される連続関数を入力し、第１の関数に類似し、それと平行であるが、所与の距離だけ第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成する。例えば、第１の関数は、道路２上の路面標識３０を表してもよい。道路縁標識線２５を画定する第２の関数は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよく、または第１の関数は、道路縁標識２０を表してもよく、路面標識３０は、ある距離だけ第１の関数をオフセットすることによって、第１の関数から導出されてもよい。

次いで、曲線適合プログラム１０６５および／または曲線オフセットプログラム１０７０によって判定される連続関数は、路面標識特性とともに、元の路面標識を再舗装された道路上に複製するためにＧＰＳ路面標識によって使用される。加えて、遠隔ユーザは、ブロック１３００、１３１０、１３２０のうちのいずれかの内側に含有されたデータ、曲線適合プログラム１０６５および曲線オフセットプログラム１０７０からの出力にアクセスしてもよい。したがって、所望の路面標識規格を満たさない路面標識の地理的位置を識別し、ＧＰＳ地理的位置を把握し、後に作業員による改善作業に使用することができる。路面標識のＧＰＳ地理的位置はまた、再舗装された道路を再標示するために使用することもできる。

ある具体的実施形態を参照して上記で図示および説明されているが、それでもなお、本発明は、示される詳細に限定されることを目的としていない。むしろ、本発明の精神から逸脱することなく、請求項の同等物の領域および範囲内で、種々の修正が詳細に行われてもよい。例えば、本書で広く記載される全ての範囲は、より広い範囲に入る全てのより狭い範囲をそれらの領域内に含むことが明示的に意図される。

Claims

道路の表面上に塗料等の標識を配置するための装置であって、前記装置は、
移動車両と、
前記車両上に位置付けられたＧＰＳベースの機械視覚ロケータであって、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータは、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを、標識が除去される前に自動的にサンプリングする、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
（ａ）ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有する座標系を使用し、さらに、構築された座標系およびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラムと、（ｂ）データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する、曲線適合プログラムとを含む、コンピュータと、
前記車両上に位置付けられたマーカであって、前記マーカは、ＧＰＳ地理的位置を有し、前記マーカは、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび前記連続的な平滑地理的位置関数の情報を使用して、前記道路の表面上に前記既存路面標識を自動的に複製する、マーカと、
前記マーカの前記ＧＰＳ地理的位置と前記地理的位置関数とを比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記マーカの位置を補正する、フィードバックシステムと
を備える、装置。
前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータは、ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合されたＧＰＳアンテナを含み、前記ＧＰＳアンテナは、その地理的位置を判定するために前記ＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続されている、請求項１に記載の装置。
前記道路上に下向きに焦点を合わせ、前記路面標識の画像を提供する、第１の撮像装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記装置の前の前記道路を撮像する第２の撮像装置をさらに備える、請求項３に記載の装置。
前記装置は、オペレータによって指向されるように適合され、前記装置はさらに、前記オペレータがデータを入力することを可能にするキーボードを備える、請求項１に記載の装置。
情報を前記オペレータに提示するように適合されたディスプレイをさらに備える、請求項５に記載の装置。
前記マーカは、前記道路上に標示材料を配置する、ノズルアレイおよび制御システムである、請求項１に記載の装置。
前記路面標識を覆って前記ノズルアレイを位置付けるための可動交差進路キャリッジをさらに備え、前記ノズルアレイおよび制御システムは、前記可動交差進路キャリッジに搭載されている、請求項７に記載の装置。
前記交差進路キャリッジを所望の位置まで制御可能に移動させるサーボ制御システムをさらに備える、請求項８に記載の装置。
前記ノズルアレイおよび制御システムに通知し、前記ノズルアレイおよび制御システムが前記標示材料を配置する速度を調整することを可能にする、速度検出器をさらに備える、請求項７に記載の装置。
所定の経路に沿った前記車両の方向、速度、および加速度を制御する、ナビゲーションおよび制御システムをさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記コンピュータは、種類、幾何学形状、および寸法を含む、前記既存路面標識の特性を記憶する、請求項１に記載の装置。
前記コンピュータは、前記複製された路面標識に対して第２の路面標識の前記所望の位置と一致する量だけ連続関数をオフセットすることによって、付加的な路面標識関数を生成する、請求項１に記載の装置。
オペレータの指示で、道路の表面上に塗料等の標識を配置するための移動車両であって、前記車両は、
前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを、標識が除去される前に自動的にサンプリングするためのＧＰＳベースの機械視覚ロケータであって、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータは、ＧＰＳ衛星システムまたはＧＰＳシュードライトアレイを起源とするＧＰＳ電波信号を受信するように適合されたＧＰＳアンテナを含み、前記ＧＰＳアンテナは、その地理的位置を判定するために前記ＧＰＳ信号を復号するＧＰＳ受信機に接続されている、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
前記道路上に下向きに焦点を合わせ、路面標識の画像を提供する、第１の撮像装置と、
前記オペレータがデータを入力することを可能にするように適合されたキーボードと、
（ａ）ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有する座標系を使用し、さらに、前記座標系およびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラムと、（ｂ）データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する、曲線適合プログラムとを含む、コンピュータと、
情報を前記オペレータに提示するように適合されたディスプレイと、
ＧＰＳ地理的位置を有するノズルアレイおよび制御システムであって、前記ノズルアレイおよび制御システムは、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび前記連続的な平滑地理的位置関数の情報を使用して、前記道路上に標示材料を配置することによって前記道路の表面上に路面標識を自動的に複製する、ノズルアレイおよび制御システムと
を備える、車両。
所定の経路に沿った前記車両の方向、速度、および加速度を制御する、車両ナビゲーションおよび制御システムと、前記車両の前の前記道路を撮像する第２の撮像装置とをさらに備える、請求項１４に記載の車両。
前記ＧＰＳ受信機、コンピュータ、ディスプレイ、第１の撮像装置、第２の撮像装置、ノズルアレイおよび制御システム、サーボ制御システム、速度検出器、ならびに車両ナビゲーションおよび制御システムと双方向通信しているバスをさらに備える、請求項１５に記載の車両。
前記コンピュータは、オペレーティングシステム、プログラムメモリ、およびデータメモリを有する、請求項１４に記載の車両。
前記プログラムメモリは、
前記アンテナによって受信され、かつ前記ＧＰＳ受信機によって復号される現在のＧＰＳ位置を、前記データメモリに記憶された以前のＧＰＳ位置と比較し、次いで、前記現在のＧＰＳ位置と前記記憶されたＧＰＳ位置との間の差を判定する、位置コンパレータプログラムと、
前記サンプリングプログラムと、
前記第１の撮像装置からのデータを入力し、前記第１の撮像装置からの画像データに機械視覚動作を行う、機械視覚プログラムと、
前記曲線適合プログラムと、
前記曲線適合プログラムによって判定される連続関数を入力することと、第１の関数に類似し、前記第１の関数と平行であるが、所与の距離だけ前記第１の関数からオフセットされる、第２の連続関数を生成することとを行う、曲線オフセットプログラムと
を有する、請求項１７に記載の車両。
道路の表面上に塗料等の標識を配置するための方法であって、前記方法は、
移動車両上に位置付けられたＧＰＳベースの機械視覚ロケータを使用して、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の地理的位置を、標識が除去される前に自動的にサンプリングするステップと、
ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有する座標系を使用し、さらに、前記座標系およびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングするステップと、
データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定するステップと、
ＧＰＳ地理的位置を有するマーカを使用して、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび前記地理的位置関数によって判定される位置で、前記道路の前記表面上に路面標識を標示するステップと、
前記マーカの前記ＧＰＳ地理的位置と前記地理的位置関数とを比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記マーカの位置を補正するステップと
を含む、方法。
道路に沿って除雪機を誘導するための装置であって、前記装置は、
除雪機を有するように適合された移動車両と、
前記車両上に位置付けられたＧＰＳベースの機械視覚ロケータであって、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータは、前記道路上で明白な実際の既存路面標識の離散地理的位置データを、標識が雪によって覆われる前に自動的にサンプリングする、ＧＰＳベースの機械視覚ロケータと、
（ａ）ＧＰＳ参照位置を受信し、前記参照位置で画定される原点を有する座標系を使用し、さらに、前記座標系およびサンプリング間隔に基づいて、前記既存路面標識の前記地理的位置をサンプリングする、サンプリングプログラムと、（ｂ）データメモリに記憶された離散ＧＰＳ座標データを入力し、前記サンプリングされた地理的位置データに最良適合された連続的な平滑地理的位置関数を判定する、曲線適合プログラムとを含む、コンピュータと、
ＧＰＳ地理的位置を有する位置付けシステムであって、前記位置付けシステムは、前記ＧＰＳベースの機械視覚ロケータおよび前記連続的な平滑地理的位置関数の情報を使用して、前記除雪機を位置付ける、位置付けシステムと、
前記位置付けシステムの前記ＧＰＳ地理的位置と前記地理的位置関数とを比較し、前記比較が誤差を識別した場合に前記位置付けシステムの位置を補正する、フィードバックシステムと
を備える、装置。